[發(fā)明專利]臨近空間慢速平臺SAR成像方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310142841.1
• 申請日: 2013-04-23
• 公開（公告）號: CN103235309A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊建宇;夏永紅;李文超;黃鈺林;蔣文;宋雷權(quán);袁野
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51227
• 代理人: 周永宏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于雷達技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及合成孔徑雷達（Synthetic?Aperture?Radar，SAR）成像中的臨近空間慢速平臺SAR成像方法。

背景技術(shù)

合成孔徑雷達是一種全天時、全天候的現(xiàn)代高分辨率微波遙感成像雷達，它利用雷達天線和目標(biāo)區(qū)域間的相對運動來獲得空間的高分辨率。在軍事偵察、地形測繪、植被分析、海洋及水文觀測、環(huán)境及災(zāi)害監(jiān)視、資源勘探以及地殼微變檢測等領(lǐng)域，合成孔徑雷達發(fā)揮了越來越重要的作用。

但是傳統(tǒng)的機載SAR存在滯空時間短、隱身性能差、容易遭受地面攻擊等問題；而星載SAR不能對某一區(qū)域進行連續(xù)成像，靈活性較差等，無法對環(huán)境（災(zāi)害）監(jiān)控、敏感地區(qū)偵察等民用及軍用領(lǐng)域中的大場景實現(xiàn)連續(xù)高分辨SAR成像。

臨近空間慢速平臺SAR是指在臨近空間慢速平臺上部署合成孔徑雷達，一般采用慢速飛艇作為載體。由于平臺的特殊性，使得其具有其獨特的優(yōu)勢：與星載SAR相比，重訪周期短，具有更快的反應(yīng)能力，能對緊急事件迅速做出響應(yīng)；與機載SAR相比，其滯空時間長，能對同一地區(qū)進行長期持續(xù)觀測，同時可以利用脈沖重復(fù)頻率冗余的特點，使波束在同一位置指向不同的角度（前斜視、正側(cè)視、后斜視），具有實現(xiàn)大場景成像的能力，因此臨近空間慢速平臺SAR成像技術(shù)的研究具有重要的意義。然而由于不同模式的混合及大場景成像的要求，致使臨近空間慢速平臺SAR回波徙動以及方位分辨率均存在明顯的空變特征。

針對合成孔徑雷達成像中的空變問題，文獻“Real-Time?Synthetic?Aperture?Radar(SAR)Processing?with?a?New?Subaperture?Approach，IEEE?Transactions?on?Geoscience?and?Remote?Sensing,vol.30,no.4,pp.714-721，1992”和“A?sub-aperture?range-Doppler?processor?for?bistatic?fixed-receiver?SAR，European?Conference?on?Synthetic?Aperture?Radar(EUSAR),2006，Dresden”通過數(shù)據(jù)方位分塊克服距離徙動的方位空變，然后采用距離-多普勒成像算法實現(xiàn)SAR成像，但實際中面臨如何分塊，以及復(fù)雜的幾何校正問題；文獻“Focus?Improvement?of?Highly?Squinted?Data?Based?on?Azimuth?Nonlinear?Scaling，IEEE?Transactions?on?Geoscience?and?Remote?Sensing,vol.49,no.6,pp.2308-2322，2011”和“Extended?nonlinear?chirp?scaling?algorithm?for?high-resolution?highly?squint?SAR?data?focusing，IEEE?Transactions?on?Geoscience?and?Remote?Sensing,vol.50,no.9,pp.3595-3609，2012”首先通過時域校正線性走動，然后采用非線性調(diào)頻變標(biāo)方法（NLCS）克服多普勒參數(shù)的方位空變，實現(xiàn)大斜視SAR成像，同樣存在由于時域校正走動所帶來的復(fù)雜幾何校正問題；文獻“Synthetic-aperture?radar?processing?using?fast?factorized?back-projection，IEEE?Transactions?on?Aerospace?and?Electronic?Systems,vol.39,no.3，pp.760-776，2003”采用BP成像方法，將目標(biāo)能量從回波域投影到圖像域，能夠避免復(fù)雜的距離徙動校正和幾何校正問題，但仍然存在方位分辨率空變造成的圖像畸變問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對背景技術(shù)存在的缺陷，研究設(shè)計一種臨近空間慢速平臺SAR成像處理方法。本發(fā)明的解決方案是采用寬視場共孔徑的工作模式，基于漸變孔徑后向反投影的方法實現(xiàn)大場景成像：采用后向反投影方法，克服距離徙動的空變問題，在方位向使用漸變孔徑，解決不同視角下圖像方位向分辨率不同而引起的空變及圖像畸變問題，最終實現(xiàn)臨近空間慢速平臺SAR大場景成像。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案為：一種臨近空間慢速平臺SAR成像方法，具體包括如下步驟：

步驟一：獲取目標(biāo)回波；