Bp-sar圖像重建誤差分析方法及bp-sar圖像重建方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種BP-SAR圖像重建誤差分析方法，屬于雷達(dá)成像【技術(shù)領(lǐng)域】。該方法通過(guò)微局部分析理論對(duì)天線航跡誤差在BP-SAR圖像重建中引入的位置誤差進(jìn)行分析，獲得天線航跡誤差和圖像重建誤差之間明確的定量關(guān)系。本發(fā)明還公開(kāi)了一種BP-SAR圖像重建方法，以及BP-SAR成像系統(tǒng)中運(yùn)動(dòng)傳感器的誤差指標(biāo)確定方法。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明獲得的天線航跡誤差和SAR重建圖像中目標(biāo)位置誤差之間關(guān)系是明確的、定量的解析關(guān)系，沒(méi)有任何假設(shè)和近似，能夠適用于任意發(fā)射天線和接收天線的航跡(或位置)誤差以及任意SAR成像模式、任意發(fā)射/接收天線航跡。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于SAR成像技術(shù)理論研究以及實(shí)際SAR成像系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造等方面。
【專(zhuān)利說(shuō)明】BP-SAR圖像重建誤差分析方法及BP-SAR圖像重建方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及合成孔徑雷達(dá)(synthetic aperture radar,簡(jiǎn)稱(chēng)SAR)成像技術(shù),尤其涉及一種后向投影(back-projection，簡(jiǎn)稱(chēng)BP) SAR (后文均簡(jiǎn)稱(chēng)BP-SAR)圖像重建誤差分析方法及BP-SAR圖像重建方法，屬于雷達(dá)成像【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]合成孔徑雷達(dá)具有高分辨率成像能力，已經(jīng)在實(shí)際應(yīng)用中體現(xiàn)出不同關(guān)于其它成像方式的優(yōu)勢(shì)，如可全天候、全天時(shí)成像，具有良好穿透性和抗干擾性等。傳統(tǒng)SAR成像基于雷達(dá)平臺(tái)勻速直線飛行模型，廣泛使用的成像算法如距離-多普勒成像方法(RDA)、Chirp-Scaling成像算法、Omega-K成像算法等,這類(lèi)方法也被成為基于快速傅里葉變換(Fast Fourier Transform,簡(jiǎn)稱(chēng)FFT)或頻域SAR方法。隨著SAR技術(shù)發(fā)展，實(shí)際需求對(duì)SAR成像提出了更高要求，如超高分辨率成像，任意飛行航跡和多基配置下的成像?；贐P理論的成像方法在這些方面具有優(yōu)勢(shì)，可適用于大孔徑、任意航跡和多基SAR成像，并已經(jīng)獲得應(yīng)用。近年來(lái)，基于BP的SAR成像方法越來(lái)越受到關(guān)注，尤其是在超高分辨率SAR成像和多維SAR成像中。
[0003]通常由于氣流擾動(dòng)，實(shí)際天線航跡會(huì)偏離預(yù)定航跡，而且運(yùn)動(dòng)傳感器誤差也會(huì)導(dǎo)致獲得的航跡信息偏離真實(shí)的天線飛行航跡。SAR成像依賴(lài)于準(zhǔn)確的航跡信息，航跡信息有誤差時(shí)，會(huì)直接影響成像質(zhì)量，誤差嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致成像失敗，因此航跡誤差分析對(duì)SAR成像至關(guān)重要?；诜治鼋Y(jié)果，可以采取必要措施以保證SAR成像的穩(wěn)健性。
[0004]航跡誤差也被成為運(yùn)動(dòng)測(cè)量誤差或平臺(tái)運(yùn)動(dòng)誤差。已有研究大多數(shù)研究針對(duì)SAR傳統(tǒng)的勻速直線飛行模式和基于FFT的SAR成像方法，僅給出SAR圖像質(zhì)量退化和航跡誤差之間的定性結(jié)果，沒(méi)有明確的解析結(jié)果，如文獻(xiàn)[T.A.Kennedy, Strapdowninertial measurement units for motion compensation for syntheticaperture radars, IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine，pp.32 -35，0ctoberl988.]、文獻(xiàn)[W.C.Carrara, R.G.Goodman, and R.M.Majewskij SpotlightSynthetic Aperture Radar: Signal Processing Algorithms, Chapter5~Phaseerrors, Artech House, Boston, 1995.]和文獻(xiàn)[B.D.Rigling and R.L Moses, Motionmeasurement errors and autofocus in bistatic SARj IEEE Transactions on ImageProcessing, vol.15，pp.1008 - 1016，April2006.]。其中個(gè)別研究給出航跡誤差對(duì) SAR成像影響的定量解析結(jié)果，但僅適用于特定航跡誤差模型和特定SAR飛行模式和配置，如文獻(xiàn)[D.Blacknellj A.Freeman, S.Queganj 1.A.Ward, 1.P.Finley, C.J.0liver, R.G.White, and J.W.Wood, Geometric accuracy in airborne SAR images, IEEE Trans.0nAerospace and Electronic Systems, vol.AES-25, n0.2，pp.241 - 258，Marchl989.]和文獻(xiàn)[G.Fornaroj Trajectory deviations in airborne SAR:Analysis and compensation, IEEETransactions on Aerospace and Electronic Systems, vol.35，pp.998 - 1009，Julyl999.]
[0005]目前針對(duì)基于BP的SAR成像方法，僅有文獻(xiàn)[Y.Shao, R.Wangj Y.Dengj Y.Liu, R.Chen, G.Liu, T.Balz, and 0.Loffeld, Error analysis of bistatic SAR imagingand stereoscopy bistatic SAR, IEEE Transactions on Geoscience and RemoteSensing, vol.51，pp.4518 - 4543，August2013]涉及航跡誤差的分析,估計(jì)發(fā)射天線位置固定誤差和接收機(jī)位置固定誤差引入的圖像重建位置誤差，但是沒(méi)有給出完整的重建位置誤差結(jié)果，僅主要給出距離向的位置重建誤差。而且，該研究針對(duì)特定雙基SAR配置，發(fā)射機(jī)為星載，兩部接收機(jī)固定于地面，其中一部用于接收直達(dá)波或參考信號(hào)，另一部接收目標(biāo)反射回波信號(hào)，并且針對(duì)特定的接收回波處理方式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種BP-SAR圖像重建誤差分析方法，通過(guò)微局部分析理論對(duì)天線航跡誤差在BP-SAR圖像重建中引入的位置誤差進(jìn)行分析，獲得天線航跡誤差和圖像重建誤差之間明確的定量關(guān)系。
[0007]本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案:
[0008]一種BP-SAR圖像重建誤差分析方法，所述BP-SAR圖像重建誤差按照以下兩式確
定:
[0009]
【權(quán)利要求】
1.一種BP-SAR圖像重建誤差分析方法，其特征在于，所述BP-SAR圖像重建誤差按 照以下兩式確定:
2.—種BP-SAR圖像重建方法，其特征在于，首先根據(jù)BP-SAR成像系統(tǒng)中運(yùn)動(dòng)傳感器測(cè)得的發(fā)射天線和接收天線的航跡進(jìn)行圖像重建，得到初步的重建圖像；然后利用權(quán)利要求1所述BP-SAR圖像重建誤差分析方法獲得圖像重建誤差；最后根據(jù)所獲得的圖像重建誤差對(duì)初步的重建圖像進(jìn)行校正。
3.BP-SAR成像系統(tǒng)中運(yùn)動(dòng)傳感器的誤差指標(biāo)確定方法，其特征在于，根據(jù)BP-SAR成像系統(tǒng)的圖像重建誤差設(shè)計(jì)指標(biāo)，利用權(quán)利要求1所述BP-SAR圖像重建誤差分析方法確定其中運(yùn)動(dòng)傳感器的誤差指標(biāo)。
【文檔編號(hào)】G06T11/00GK103996214SQ201410211524
【公開(kāi)日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年5月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月19日
【發(fā)明者】汪玲, 朱岱寅 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)