[發(fā)明專利]一種稀疏采樣條件下的干涉合成孔徑雷達成像方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310740527.3
• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號: CN103698764A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設計）人: 李道京;李烈辰
• 申請（專利權(quán)）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: 宋焰琴

1.一種稀疏采樣條件下的干涉合成孔徑雷達成像方法，所述方法包括：

步驟S1：在獲取回波信號時，在方位向?qū)夭ㄐ盘栠M行稀疏采樣；

步驟S2：對主天線的回波信號進行距離脈沖壓縮和距離徙動校正；

步驟S3：對副天線的回波信號進行二維成像，獲得副天線圖像；

步驟S4：將副天線圖像的相位作為參考相位，去除每個散射單元的初始相位；

步驟S5：在頻域引入壓縮感知理論，對每個距離門的信號建立時域稀疏采樣、合成孔徑雷達復圖像和頻域的傅里葉系數(shù)之間關系的壓縮感知模型；

步驟S6：采用基于l₁范數(shù)的最優(yōu)化方法，利用時域稀疏采樣、合成孔徑雷達復圖像、傅里葉系數(shù)之間的關系模型，獲得每個距離門復圖像在傅里葉基矩陣下的傅里葉系數(shù)，反變換組合獲得二維合成孔徑雷達復圖像。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，采用m序列或高斯分布的隨機序列，對方位向信號進行稀疏采樣。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述距離徙動校正是采用距離多普勒算法中的距離徙動校正方法對距離徙動進行校正，使脈沖壓縮后的回波方位向和距離向解耦合。

4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，采用距離多普勒算法、頻率變標算法和波數(shù)域算法，對于副天線的回波信號進行方位、距離二維成像。

5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，利用主天線的復圖像γ、副天線圖像的相位構(gòu)建待恢復合成孔徑雷達復圖像模型用以去除每個散射單元的初始相位，其中待恢復合成孔徑雷達復圖像模型γ_new為復數(shù)表示主天線幅度和干涉相位圖信息。

6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，構(gòu)建所述時域稀疏采樣、合成孔徑雷達復圖像、傅里葉系數(shù)之間關系的模型表示如下：

g=HΦPΨα

其中，g為距離脈沖壓縮和距離徙動校正后的時域信號，H為方位向信號進行稀疏采樣對應的選擇矩陣，Φ為回波信號獲取的測量矩陣，P為所述參考相位構(gòu)成的對角矩陣，Ψ為傅里葉基矩陣，α為復圖像在傅里葉基下的傅里葉系數(shù)。

7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述回波信號獲取的測量矩陣Φ的形式如下：

Φ=e-jπVr2λRi(ηm-xnVr)2M×N]]>

其中，λ為載波波長，R_i為第i個距離門對應的斜距，V_r為載機平臺的速度，η_m為第m個方位向時刻，x_n為場景的第n個方位向位置，M為離散化后方位向時間的點數(shù)，N為方位向場景的點數(shù)。

8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，對每個距離門復圖像在傅里葉基矩陣Ψ下的傅里葉系數(shù)α進行反變換，構(gòu)建待恢復合成孔徑雷達復圖像模型γ_new=Ψα，獲得每個距離門包含主天線幅度和干涉相位圖信息的復圖像γ_new，并組合所有距離門的復圖像得到完整的二維合成孔徑雷達復圖像。

9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對二維合成孔徑雷達復圖像去除平地效應，獲得去除平地效應的二維合成孔徑雷達復圖像并與干涉合成孔徑雷達成像方法處理的幅度和干涉相位結(jié)果或理想圖像對比，分別生成幅度相關系數(shù)圖和干涉相位相關系數(shù)圖，用于評價成像幅度和干涉相位的質(zhì)量；在此基礎上，通過閾值法獲得有效評價區(qū)域，采用最小均方誤差準則評價有效評價區(qū)域內(nèi)去除平地效應的二維合成孔徑雷達復圖像的幅度誤差，采用平均相位誤差準則評價有效評價區(qū)域內(nèi)去除平地效應的二維合成孔徑雷達復圖像的相位誤差。