[發明專利]基于滑動接收窗的機載高分辨率斜視聚束SAR成像方法

有效

• 申請號: 201310167269.4
• 申請日: 2013-05-08
• 公開（公告）號: CN103278819A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 陳杰;曾虹程;楊威;張豪杰;王鵬波
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 趙文利

技術領域

本發明屬于信號處理領域，特別涉及一種基于滑動接收窗的機載高分辨率斜視聚束合成孔徑雷達合成孔徑雷達(Synthetic?Aperture?Radar，SAR)成像方法。

背景技術

SAR是一種工作在微波頻段的主動遙感器，克服了光學成像受天氣和光照條件限制的缺陷，能全天時、全天候、遠距離的進行對地遙感觀測，并能夠穿透天然植被、人工偽裝等，大大提高了雷達的信息捕獲能力。因此，SAR已經成為雷達技術的熱門研究領域，為越來越多的國家所重視。相比于傳統的側視SAR系統，機載斜視SAR成像在實際應用中具有很高的靈活性和機動性，通過調整天線波束指向，SAR系統可自由靈活地選擇觀測區域，并且能夠快速重訪敏感區域，大大提高了SAR的觀測能力。此外，隨著SAR分辨率的提高，使得SAR目標偵察與識別能力得到顯著提升。因此，近些年來，高分辨率斜視成像已經成為一個重要的發展方向。

但是，高分辨率大斜視SAR成像也帶來了新的技術難點。一方面，隨著斜視角度的增大，SAR原始回波方位向與距離向耦合現象更加嚴重，導致高精度成像更加困難；另一方面，距離徙動量隨斜視角的增加以及分辨率的增加而成幾何級數增長，導致SAR原始回波數據量的顯著增加，加大了數據存儲與實時成像的困難?；瑒咏邮沾凹夹g是指通過改變回波窗開啟時刻，消除距離徙動中的一次項，即距離走動?；瑒咏邮沾凹夹g能夠減小SAR原始回波距離徙動量，進而減小SAR原始回波數據量。但是，滑動接收窗技術調整了回波數據的錄取起始時間，觀測區域內每一個目標的多普勒歷程也隨方位向發生了變化，使得傳統成像方法不再適用。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述問題，基于滑動接收窗技術特點，結合傳統波數域成像方法，提出了一種基于滑動接收窗的機載高分辨率斜視聚束SAR成像方法。

一種基于滑動接收窗的機載高分辨率斜視聚束SAR成像方法，包括以下幾個步驟：

步驟一：讀入原始回波數據及相關成像參數；

讀入基于滑動接收窗的機載高分辨率斜視聚束SAR二維原始回波仿真復數據S_start以及相應的成像參數，具體包括：方位向采樣點數N_a，距離向采樣點數N_r，信號采樣率f_s，信號帶寬Bw，脈沖寬度τ，調頻斜率b，脈沖重復頻率PRF，參考斜距R_ref，多普勒中心頻率fd₀，多普勒調頻率f_r0，衛星速度P_v，等效斜視角信號波長λ，信號載頻f₀，信號傳播速度c；

步驟二：方位向解線性調頻處理；

將二維回波仿真復數據S_start進行方位向解線性調頻處理：首先復數據S_start同因子H₁相乘，得到復數據S_{1_1}；其次對復數據S_{1_1}做方位向傅里葉變換，即沿每個距離向（按列）進行快速傅里葉變化（FFT），得到復數據S_{1_2}；最后將復數據S_{1_2}同因子H₂相乘，得到最終方位向解線性調頻后的復數據S₁；

步驟三：方位向傅里葉變換處理；

將步驟二得到的復數據S₁沿每個距離向（按列）進行快速傅里葉變換（FFT），得到方位向頻譜復數據S₂；

步驟四：方位向解線性調頻殘留相位誤差補償處理；

將步驟三得到的復數據S₂同對應方位時刻的方位向解線性調頻殘留相位誤差補償因子Ω₁相乘，得到補償后的復數據S₃；

步驟五：距離向傅里葉變換處理；

將步驟四得到的復數據S₃沿每個方位時刻（按行）進行快速傅里葉變換（FFT），得到二維頻譜復數據S₄；

步驟六：一致壓縮處理；

將步驟五得到的復數據S₄同對應的一致壓縮因子Ω₂相乘，得到粗聚焦復數據S₅；

步驟七：斯托爾特（stolt）插值處理；

對于步驟六得到的復數據S₅，利用辛格（sinc）插值法進行stolt插值處理，得到由二維頻域映射到二維波數域的復數據S₆；