具有恒定加速度的合成孔徑雷達(dá)二維頻域成像方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有恒定加速度的合成孔徑雷達(dá)二維頻域成像方法，本發(fā)明的方法根據(jù)具有恒定加速度的SAR平臺(tái)運(yùn)動(dòng)及回波特點(diǎn)，首先推導(dǎo)出回波的精確二維頻譜解析表達(dá)式，在此基礎(chǔ)上提出了一種二維頻域成像方法。本發(fā)明方法所推導(dǎo)的回波二維頻譜沒有忽略空變，因而更加精確；其次提出將二維頻域插值應(yīng)用在具有恒定加速度的SAR聚焦成像算法中，有效地解決了該模式SAR回波精確聚焦成像過程中方位向存在嚴(yán)重空變和大斜視成像等關(guān)鍵問題；最后本發(fā)明的方法將目標(biāo)直接聚焦在地面正交坐標(biāo)系上，且無明顯幾何扭曲，成像之后的后續(xù)圖像處理負(fù)擔(dān)小。
【專利說明】具有恒定加速度的合成孔徑雷達(dá)二維頻域成像方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture Radar, SAR)成像【技術(shù)領(lǐng)域】,具體涉及一種具有恒定加速度的合成孔徑雷達(dá)二維頻域成像方法。
【背景技術(shù)】
[0002]合成孔徑雷達(dá)是一種全天時(shí)、全天候的現(xiàn)代高分辨率微波遙感成像雷達(dá)，在地形測(cè)繪、植被分析、海洋及水文觀測(cè)、環(huán)境及災(zāi)害監(jiān)視、資源勘探以及地殼微變檢測(cè)等領(lǐng)域，SAR發(fā)揮了越來越重要的作用。
[0003]常規(guī)的SAR雷達(dá)都假設(shè)平臺(tái)工作在勻速直線飛行的模式下，但是在一些特殊的應(yīng)用場(chǎng)合下，平臺(tái)機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，明顯偏離勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，會(huì)導(dǎo)致SAR在方位向的采樣不均勻，并使回波方位向出現(xiàn)嚴(yán)重空變，從而導(dǎo)致傳統(tǒng)的SAR算法不能適用具有恒定加速度的SAR成像的需求。
[0004]在文獻(xiàn)“基于恒加速度模型的斜視SAR成像CA-ECS算法，電子學(xué)報(bào)，2006年第9期，1595-1599”中，導(dǎo)出 了 Extended Chirp Scaling相位補(bǔ)償因子的數(shù)學(xué)表達(dá)式，提出了一種CA-ECS算法，該算法的相位因子包含多個(gè)方向速度和加速度參數(shù)，但是該算法仍然忽略了該模式中方位向的空變，只能適用于較小場(chǎng)景的成像；在文獻(xiàn)“An efficientimaging algorithm for missile-borne side-looking SAR^ (IET International RadarConference, 2009:1-4)中，首先在回波信號(hào)距離和方位二維時(shí)域進(jìn)行線性距離走動(dòng)校正，然后結(jié)合序列反轉(zhuǎn)的方法，根據(jù)駐定相位原理推導(dǎo)經(jīng)過距離走動(dòng)校正后的信號(hào)的二維頻譜，之后在二維頻域通過簡(jiǎn)單的相位相乘進(jìn)行距離壓縮和二次距離壓縮(Second RangeCompressing, SRC),最后在距離多普勒域完成方位壓縮。該方法可以看成是簡(jiǎn)化的距離多普勒方法，雖然效率較高，但是其忽略了距離彎曲(即距離徒動(dòng)中的高次項(xiàng))，而僅僅進(jìn)行了線性距離走動(dòng)校正，并且在距離走動(dòng)校正、距離壓縮和二次距離壓縮過程中均忽略了信號(hào)的空變，導(dǎo)致算法誤差大、聚焦深度??；在文獻(xiàn)“基于雙曲線性修正斜距模型的彈載SAR成像方法，系統(tǒng)工程與電子技術(shù)，2013年第6期，1168-1176”中，針對(duì)具有下降加速度的彈載SAR，通過構(gòu)造雙曲函數(shù)形式的斜距表達(dá)式并引入線性修正因子，提出了一種類似距離-多普勒的成像方法，但是該方法仍然忽略了系統(tǒng)沿方位向的空變性，不能夠?qū)Ψ轿环秶^大的場(chǎng)景進(jìn)行成像。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提出了一種適合具有恒定加速度的合成孔徑雷達(dá)的回波成像方法。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種具有恒定加速度的合成孔徑雷達(dá)二維頻域成像方法，具體包括如下步驟:
[0007]S1.計(jì)算回波信號(hào)的二維頻譜，具體過程如下:
[0008]Sll.回波信號(hào)建模；[0009]設(shè)SAR對(duì)前斜視區(qū)域進(jìn)行成像，平臺(tái)的速度為F = (0，v,，-vz)，加速度為
3 = (()，《,,-"；)，設(shè)SAR發(fā)射的為線性調(diào)頻脈沖，則回波經(jīng)過解調(diào)后得到的基帶回波Secho ( τ，η)表示為:
【權(quán)利要求】
1.一種具有恒定加速度的合成孔徑雷達(dá)二維頻域成像方法，具體包括如下步驟: S1.計(jì)算回波信號(hào)的二維頻譜，具體過程如下: S11.回波信號(hào)建模； 設(shè)SAR對(duì)前斜視區(qū)域進(jìn)行成像，平臺(tái)的速度為
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK103852761SQ201410090415
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2014年3月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月12日
【發(fā)明者】武俊杰, 張強(qiáng)輝, 楊建宇, 黃鈺林, 楊海光, 李中余 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)