[發明專利]合成孔徑雷達三維成像的QR分解方法有效
| 申請號： | 201010513822.1 | 申請日： | 2010-10-13 |
| 公開（公告）號： | CN102445690A | 公開（公告）日： | 2012-05-09 |
| 發明（設計）人： | 王彥平;王斌;譚維賢;洪文;吳一戎 | 申請（專利權）人： | 中國科學院電子學研究所 |
| 主分類號： | G01S13/90 | 分類號： | G01S13/90 |
| 代理公司： | 中科專利商標代理有限責任公司 11021 | 代理人： | 周國城 |
| 地址： | 100190 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 合成孔徑雷達 三維 成像 qr 分解 方法 | ||
1.一種合成孔徑雷達三維成像的QR分解方法，是使用QR分解技術對合成孔徑雷達沿高度方向采集的多角度數據進行目標三維成像處理，其特征在于：
合成孔徑雷達是通過對目標在高度方向上進行多視角的觀測，獲取目標沿高度方向的采樣數據，它可以通過機載雷達或星載雷達在不同高度位置的多次重復飛行實現，也可以通過安放陣列天線在一次飛行觀測中實現，也可以在地基軌道雷達系統中天線的二維平面移動實現；
合成孔徑雷達沿方位向的各次觀測軌跡保持平行，能夠單獨生成觀測場景的二維圖像，可以是正側視、斜視、條帶式或聚束式觀測模式成像；各次觀測軌跡的排列方向，是沿垂直高度方向排列，或沿水平方向排列，或沿與水平方向有一夾角的方向排列。
2.如權利要求1所述的合成孔徑雷達三維成像的QR分解方法，其特征在于：包括如下步驟：
步驟A：對每次觀測采集的目標場景原始回波數據進行二維成像，生成觀測場景距離-方位平面的單視復圖像；
步驟B：對各次觀測生成的二維圖像序列進行配準，以最低觀測位置處得到的圖像為主圖像；
步驟C：對每幅圖像進行相位補償的解斜處理，相位調制因子由各次觀測的位置決定；
步驟D：由解斜處理后得到的目標高度向觀測采樣數據和高程成像的運算算子矩陣，得到觀測數據和目標高程圖像之間的線性方程；
步驟E：對矩陣向量形式的線性方程使用QR分解方法進行求逆，得到目標沿高度方向的分辨率圖像；
步驟F：結合步驟A生成的目標場景二維圖像，得到目標的距離-方位-高度三維分辨率圖像。
3.如權利要求2所述的合成孔徑雷達三維成像的QR分解方法，其特征在于：所述步驟D中高程成像的運算算子矩陣的構建公式為：Φ為N×M的矩陣，矩陣元素為
其中，N為觀測軌跡數目，M為目標高度向向量長度，n＝1，...，N，m＝1，...，M，j為虛數單位，exp為指數函數，λ為雷達波長，r’為目標斜距值，θ為合成孔徑雷達的參考視角，為各次觀測與水平方向的夾角，ln為第n次觀測與參考觀測位置之間的距離。
4.如權利要求2所述的合成孔徑雷達三維成像的QR分解方法，其特征在于：所述步驟E中QR分解求解線性方程方法獲取目標高程圖像，包括如下步驟：
步驟E1：對高程成像的運算算子矩陣進行QR分解，分解為正交矩陣和上三角矩陣的乘積；
步驟E2：對分解得到的正交矩陣求逆，其逆矩陣即為其共軛轉置矩陣；
步驟E3：由高度向觀測采樣數據和目標高程圖像之間的線性方程，對方程兩邊分別左乘正交矩陣的逆矩陣，得到反演目標高程圖像的上三角矩陣方程；
步驟E4：求解上三角矩陣方程，得到目標的高程向圖像。
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