距離徙動校正。
[0088] 根據公式（4)對步驟S4得到的三組去除多普勒模糊后的數據進行變量代換：
[0089]
、4 [0090] 其中，fc為發(fā)射信號的中心頻率；
[0091] 該過程即將三組去除多普勒模糊后的數據中的t替換為t'，得到三組變量代 換后數據S' (t'，f)、S' (t'，f)JPS' (t'，f)，再對三組變量代換后數據沿距 離向做逆傅里葉變換，得到三組距離徙動校正后的數據S' (t'，τ)、S' (t'，〇+和 S，（t，，τ)。
[0092] S6、計算距離徙動校正后的數據的熵值。
[0093] 將步驟S5得到的三組距離徙動校正后的數據沿方位向進行投影，得到三組能量 序列x(m)、x(m)JP x(m)，m = 0, 1，…，Μ-1，其中M為距離向采樣單元數。
[0094] 根據公式（5)和公式（6)計算距離徙動校正后的數據的熵值：
[0095] .(5》
[0096] (S)
[0097] 三組能量序列對應計算得到三組熵值H、HjPH。
[0098] S7、比較各組熵值的大小，根據比較結果對距離徙動校正后的數據進行處理。
[0099] 如圖2所示，該步驟具體包括以下分步驟：
[0100] 371、比較三組熵值!1、扎和!1的大小。
[0101] 若扎為最小值，則進入步驟S72。
[0102] 若H為最小值，則進入步驟S74。
[0103] 若H為最小值，則進入步驟S76。
[0104] 372、將H+賦值給H，N 武值給N ，并將NjJP 1得到N ani+，重復步驟S4-S6,即利用 公式（3) (4) (5) (6)對新得到的NaniJi行多普勒模糊相位因子構建、去多普勒模糊、基于變 量代換的距離徙動校正以及計算熵值等過程，最終得到距離徙動校正后的熵值H+。
[0105] S73、比較H+與H的大小，若H彡H +則進入步驟S76,否則返回步驟S72。
[0106] S74、將H賦值給H，N 賦值給~3111，并將凡|11減1得到^|11，重復步驟54-56，即利用 公式（3) (4) (5) (6)對新得到的Nani進行多普勒模糊相位因子構建、去多普勒模糊、基于變 量代換的距離徙動校正以及計算熵值等過程，最終得到距離徙動校正后的熵值H。
[0107] S75、比較H與H的大小，若H彡H則進入步驟S76,否則返回步驟S74。
[0108] S76、輸出用NJi行距離徙動校正后的結果S' (t'，τ)。
[0109] 這里當H的值最小時，證明最近一次賦值得到的Nani即為多普勒模糊數的精確估計 值，此時輸出用NJi行距離徙動校正后的結果S' (t'，τ)，結束迭代過程。
[0110] 下面以一個具體實施例對本發(fā)明提供的一種移變雙基前視合成孔徑雷達距離徙 動校正方法作進一步說明：
[0111] 在Matlab2010上對本發(fā)明提供的一種移變雙基前視合成孔徑雷達距離徙動校正 方法驗證過程如下：
[0112] S1、根據成像區(qū)域內任意點目標，計算接收站和發(fā)射站的距離歷程，產生TV-BFSAR 系統點目標仿真回波矩陣。仿真目標場景如圖3所示，圖中的黑色圓點為布置于地面上的3 點目標，這3個點沿X方向（切航跡）間隔50米，沿y方向（沿航跡）間隔50米，收發(fā)平 臺沿y軸運動。仿真所用參數如下表所示：
[0113]
[0114] S2、對仿真回波矩陣進行距離向脈沖壓縮。
[0115] 根據仿真參數構造距離向脈沖壓縮參考函數，將仿真回波沿距離向做傅里葉變 換，并與距離向參考函數相乘，完成對仿真回波的距離向脈沖壓縮，記距離壓縮后的數據為 S(t，f)。距離壓縮后的數據如圖4所示。
[0116] S3、計算初始多普勒模糊數。
[0117] 由上表給出的接收站和反射站位置、運動信息、目標場景參數和脈沖采樣頻率 PRF，計算出仿真回波的多普勒中心頻率理論值fd。為2168. 7Hz，取f de/PRF = 5. 42比值最 近的整數5作為多普勒模糊數NaJ古計的初始值。
[0118] S4、去除距離壓縮后數據的多普勒模糊。
[0119] 令Nni= Nam= 5,根據公式（3)構造去多普勒模糊相位因子P :
[0120] (3)
[0121] 其中，Nni為多普勒模糊數，T s為發(fā)射信號脈沖重復間隔，t為方位向時間。
[0122] 將該相位因子P與距離壓縮后數據S(t，f)相乘得到S' (t，f)，即完成利用多普 勒模糊數Nani去除多普勒模糊的影響。
[0123] S5、對去除多普勒模糊后的數據進行基于變量代換的距離徙動校正。
[0124] 根據公式（4)對步驟S4得到S' (t，f)進行變量代換：
[0125]
:⑷.
[0126] 其中，f。為發(fā)射信號的中心頻率。
[0127] 即將S' (t，f)中的t替換為t'，得到變量代換后數據S' (t'，f)，再對其沿距 離向做逆傅里葉變換，得到距離徙動校正后的數據S' (t'，τ)。距離徙動校正后的數據 如圖5所示。
[0128] S6、計算距離徙動校正后的數據的熵值。
[0129] 將S' (t'，τ)沿方位向進行投影，即在每個距離采樣單元（矩陣的每列），將 所有方位采樣單元（矩陣的每行）的數據進行絕對值相加，得到能量序列X(m)，m = 0, 1··· M-1，其中M為距離向采樣單元數。
[0130] 然后根據公式（5)和公式（6)計算距離徙動校正后的數據的熵值：
[0131] ⑶
[0132] (6)
[0133] 利用多普勒模糊數Nani= 5計算得到距離徙動校正后的數據的熵值H = 7. 53。
[0134] 之后將多普勒模糊數Nam分別加1和減1得到N 6、N = 4,重復步驟S4-S6， 得到距離徙動校正后的熵值H+= 7. 30、H = 7. 56。
[0135] S7、比較H、H+和H的值可知，用多普勒模糊數N 6去除多普勒模糊后的距離 徙動校正效果最好，因此應向增大的方向進行多普勒模糊數估計。將6賦值于多普勒模糊 數Nan，則Nalll+= 7,重復步驟S4-S6,得到熵值為H + = 7. 60,則可知多普勒模糊數為6時取得 最小熵，此時校正效果最好。輸出校正后的數據，并且得到多普勒模糊數的估計值為6,完成 移變雙基前視合成孔徑雷達距離徙動校正處理。最終點目標仿真結果如圖6所示。
[0136] 由本發(fā)明【具體實施方式】可以看出，本發(fā)明可以實現存在運動誤差時，對移變雙基 前視SAR距離徙動的校正，同時得到多普勒模糊數的準確估計。
[0137] 本領域的普通技術人員將會意識到，這里所述的實施例是為了幫助讀者理解本發(fā) 明的原理，應被理解為本發(fā)明的保護范圍并不局限于這樣的特別陳述和實施例。本領域的 普通技術人員可以根據本發(fā)明公開的這些技術啟示做出各種不脫離本發(fā)明實質的其它各 種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本發(fā)明的保護范圍內。
【主權項】
1. 一種移變雙基前視合成孔徑雷達距離徙動校正方法，其特征在于，包括以下步驟： 51、 根據成像區(qū)域內任意點目標，計算接收站和發(fā)射站的距離歷程，產生TV-BFSAR系 統點目標仿真回波矩陣； 52、 對仿真回波矩陣進行距離向脈沖壓縮； 53、 計算初始多普勒模糊數； 54、 去除距離壓縮后數據的多普勒模糊； 55、 對去除多普勒模糊后的數據進行基于變量代換的距離徙動校正； 56、 計算距離徙動校正后的數據的熵值； 57、 比較各組熵值的大小，根據比較結果對距離徙動校正后的數據進行處理。2. 根據權利要求1所述的移變雙基前視合成孔徑雷達距離徙動校正方法，其特征在 于，所述步驟S2具體為： 獲取步驟Sl中得到的仿真回波矩陣，利用常規(guī)匹配濾波方法實現距離向脈沖壓縮，得 到距離壓縮后數據S(t，f)，其中t為方位向時間，f為距離向多普勒頻率。3. 根據權利要求2所述的移變雙基前視合成孔徑雷達距離徙動校正方法，其特征在 于，所述步驟S3具體為： 根據從運動測量設備獲得的收發(fā)平臺運動速度和傾斜角度信息，利用公式（1)計算得 到多普勒中心頻率fd。：其中VR、VT分別為接收機、發(fā)射機運動速度，仏、務分別是接收站下視角和發(fā)射站斜視 角； 再由公式（2)得到多普勒模糊數的初始值Nan:其中，PRF為發(fā)射信號脈沖重復頻率，roundO為最近取整函數； 然后再將多普勒模糊數的初始值Nam分別加1和減1，得到N _和Nam。4. 根據權利要求3所述的移變雙基前視合成孔徑雷達距離徙動校正方法，其特征在 于，所述步驟S4具體為： 根據公式（3)構造去多普勒模糊相位因子：其中，Nni為多普勒模糊數，T s為發(fā)射信號脈沖重復間隔，t為方位向時間； 令Nni分別等于N ani、Nalll+和N Μ，得到三個去多普勒模糊相位因子P、PJP P ; 將三個去多普勒模糊相位因子分別與距離壓縮后數據S(t，f)相乘，得到三組去除多 普勒模糊后的數據 S' (t，f)、S' (t，f)jPS' (t，f)。5. 根據權利要求4所述的移變雙基前視合成孔徑雷達距離徙動校正方法，其特征在 于，所述步驟S5具體為： 根據公式（4)對步驟S4得到的三組去除多普勒模糊后的數據進行變量代換： CN 105158745 A TA 文小 ~P 2/2 貞其中，f。為發(fā)射信號的中心頻率； 將三組去除多普勒模糊后的數據中的t替換為t'，得到三組變量代換后數據 S，（t，，f)、S' (t，，f)JPS，（t，，f); 再對三組變量代換后數據沿距離向做逆傅里葉變換，得到三組距離徙動校正后的數據 S，（t，，t)、S，（t，，（t，，τ)。6. 根據權利要求5所述的移變雙基前視合成孔徑雷達距離徙動校正方法，其特征在 于，所述步驟S6具體為： 將步驟S5得到的三組距離徙動校正后的數據沿方位向進行投影，得到三組能量序列 x(m)、x(m)JP x(m)，m = 0, 1，…，Μ-1，其中M為距離向采樣單元數； 根據公式（5)和公式（6)計算距離徙動校正后的數據的熵值：三組能量序列對應計算得到三組熵值H、H+和H。7. 根據權利要求6所述的移變雙基前視合成孔徑雷達距離徙動校正方法，其特征在 于，所述步驟S7具體包括以下分步驟： 571、 比較三組熵值H、H+和H的大??； 若扎為最小值，則進入步驟S72 ; 若H為最小值，則進入步驟S74 ; 若H為最小值，則進入步驟S76 ; 572、 將HJ武值給H，N anJ武值給N 并將NjJP 1得到N ani+，重復步驟S4-S6,得到距離徙 動校正后的熵值H+; 573、 比較H+與H的大小，若H彡H +則進入步驟S76,否則返回步驟S72 ; 574、 將H賦值給H，N Μ賦值給N 并將Nj咸1得到N Μ，重復步驟S4-S6,得到距離徙 動校正后的熵值H ; 575、 比較H與H的大小，若H彡H則進入步驟S76,否則返回步驟S74 ; 576、 輸出用NJi行距離徙動校正后的結果S' (t'，τ)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種移變雙基前視合成孔徑雷達距離徙動校正方法，基于移變雙基前視合成孔徑雷達距離徙動規(guī)律，引入變量代換實現了方位空變的距離徙動校正，結合校正質量的迭代評估、比較，去除了運動誤差影響，最終可以實現存在運動誤差情況下的移變雙基前視合成孔徑雷達距離徙動校正，同時可得到精確的多普勒模糊數估計。本發(fā)明可應用在其它大斜視角合成孔徑雷達模式下，具有廣泛的應用價值。
【IPC分類】G01S7/40
【公開號】CN105158745
【申請?zhí)枴緾N201510475596
【發(fā)明人】楊建宇, 李敏, 李文超, 黃鈺林, 武俊杰, 李中余, 蒲巍, 楊海光
【申請人】電子科技大學
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年8月5日