[發明專利]機載下視陣列3-D SAR成像方法

有效

• 申請號: 201310384470.8
• 申請日: 2013-08-29
• 公開（公告）號: CN103630904A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 王彥平;彭學明;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: 曹玲柱

技術領域

本發明涉及雷達成像和信號處理技術領域，特別是適用于稀疏非規則陣列布局的機載下視陣列3-D?SAR成像方法。?

背景技術

機載下視陣列3-D?SAR對機底區域進行觀測，能夠克服常規側視SAR中存在的疊掩、陰影等問題，并且能夠獲得觀測區域場景的三維散射信息，在民用和軍用方面都有巨大的應用潛力。目前為降低系統成本和系統復雜度，并且考慮到飛機氣動性要求等因素，跨航向陣列一般為稀疏非規則陣列。在本發明實現過程中，申請人發現常規的基于傅里葉變換的成像處理方法無法滿足稀疏非規則陣列布局的機載下視陣列3-D?SAR成像要求(傅里葉要求跨航向陣列均勻等間距布置)。?

發明內容

(一)要解決的技術問題?

為解決上述的一個或多個問題，本發明提供了一種適用于稀疏非規則陣列布局的機載下視陣列3-D?SAR成像方法。?

(二)技術方案?

根據本發明的一個方面，提供了一種適用于稀疏非規則陣列布局的機載下視陣列3-D?SAR成像方法。該方法包括：步驟A，對航跡向空域、跨航向空域、波傳播方向時域的三維回波信號進行波傳播向FFT變換、波傳播向頻域匹配濾波及距離歷程展開處理，得到航跡向空域、跨航向空域、波傳播向頻域三維信號S(x_m，y_n，f_k)＝S_P(x_m，y_n，f_k)×S_E(x_m，y_n，f_k)，其中S_P(x_m，y_n，f_k)為成像處理基本項，S_E(x_m，y_n，f_k)為波前彎曲項，表示波傳播方向快時間，f_k表示波傳播方向基帶頻率，x_m為載機航跡向采樣位置，y_n為載機跨航向采樣位置；步驟B：對距離歷程展開后的航跡向空域、跨航向空域、波傳播方向頻域三維信號S(x_m，y_n，f_k)，通過插值方式沿航跡向、跨航向重采樣得到P[S(x_m，y_n，f_k)]＝S(x_m′，y_n′，f_k)；步驟C：對沿航跡向和跨航?向重采樣后的信號S(x_m′，y_n′，f_k)根據重采樣處理自同態特性進行波前彎曲補償處理，補償后的信號為S_P(x_m′，y_n′，f_k)；步驟D：對波前彎曲補償后的信號沿波傳播方向做FFT，沿航跡向做IFFT，完成波傳播方向和航跡向極坐標成像處理；步驟E：對完成波傳播方向和航跡向二維極坐標處理的信號，沿跨航向借助于L1正則化方法完成跨航向極坐標成像，得到觀測區域三維極坐標圖像σ(α，β，γ)；以及步驟F：對觀測場景區域三維極坐標重建結果σ(α，β，γ)進行極坐標到直角坐標的三維轉換，得到觀測場景區域三維直角坐標重建結果σ(x，y，z)。?

(三)有益效果?

從上述技術方案可以看出，本發明適用于稀疏非規則陣列布局的機載下視陣列3-D?SAR成像方法具有以下有益效果：?

(1)能夠對稀疏非規則陣列布局的機載下視陣列3-D?SAR數據進行成像處理；?

(2)成像過程中跨航向采用了空域成像處理方法，并且補償了波前彎曲誤差，兼顧了成像效率和成像精度。?

附圖說明

圖1為機載下視陣列3-D?SAR成像幾何模型和幾何參數表征；?

圖2為本發明實施例機載下視陣列3-D?SAR成像的方法的流程圖；?

圖3為仿真用到的點目標場景三維目標分布和目標坐標情況；?

圖4為點目標仿真極坐標三維重建結果，其中：?

圖4A為點目標仿真極坐標三維重建結果；?

圖4B為點目標仿真極坐標三維重建結果在βγ平面投影；?

圖4C為點目標仿真極坐標三維重建結果在βα平面投影；?

圖4D為點目標仿真極坐標三維重建結果在γα平面投影；?

圖5為點目標仿真直角坐標三維重建結果，其中：?