[發明專利]一種星載SAR數據的電離層色散效應校正方法

有效

• 申請號: 201410029577.5
• 申請日: 2014-01-19
• 公開（公告）號: CN103760534A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 董臻;張永勝;李力;余安喜;何峰;趙騰飛;黃海風;孫造宇;金光虎;何志華;陳祺;馬喜樂
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40;G01S13/90
• 代理公司: 國防科技大學專利服務中心 43202
• 代理人: 王文惠

技術領域

本發明屬于航天和微波遙感的交叉技術領域，特別涉及一種星載SAR（Synthetic?Aperture?Radar，合成孔徑雷達）數據中電離層色散效應的校正方法。

背景技術

星載SAR系統可以完成寬測繪帶、高分辨率對地觀測，是進行軍事測繪和戰場監視的有效手段。為了滿足日益增長的軍事和民用需求，特別是更高分辨率及隱蔽目標偵察的迫切需求，低波段高分辨星載SAR是星載SAR系統發展的必然趨勢之一。研究表明，電離層色散、閃爍等效應會導致星載SAR圖像分辨率惡化和定位誤差等影響。特別是對低波段高分辨星載SAR，電離層色散、閃爍等效應對星載SAR圖像的影響逐步加劇。

現有的基于圖像自聚焦的電離層色散效應校正方法存在依賴于場景中的強散射體的局限性。本發明提出一種電離層色散效應校正新方法，不依賴于外部設備及數據，并且對場景中的強散射體依賴性更小，對星載SAR圖像中的電離層色散效應有較好的校正效果。

發明內容

本發明的目的是：提出一種新的電離層色散效應校正方法，應用于星載SAR數據的電離層色散效應校正。與現有方法相比，新方法不需要外部測量數據且對場景中的強散射體依賴性更小。

本發明技術方案的思路是：將星載SAR圖像劃分為兩個不同載頻的子帶圖像，通過兩個子帶圖像之間的位置差異估計數據中的電離層TEC（Total?Electron?Contents，路徑電子總量），用估計的TEC補償電離層色散效應造成的相位誤差，達到校正電離層色散效應、使圖像重新聚焦、正確定位的目的。通過多次迭代提高電離層TEC的估計精度。

本發明技術方案是：

已知星載SAR系統載頻為f_c，帶寬為B，采樣頻率為F_s。星載SAR圖像I為M×N維復數矩陣，其中M是方位向點數，N是距離向點數。

設k＝1，星載SAR圖像I_k＝I，然后進行下述步驟：

第一步、帶通濾波，獲取子帶圖像

對星載SAR圖像I_k分別進行兩次帶通濾波，分別獲得兩個帶寬為B2的子帶圖像和其中子帶圖像的載頻為f_c-B4，子帶圖像的載頻為f_c+B4。

第二步、求距離向實相關函數

計算兩個子帶圖像和的距離向相關函數ρ_k(l)，其中l＝-(N-1)…-2,-1,0,1,2…N-1。

第三步、估計實相關函數最大值位置

利用下式計算兩個子帶圖像和間的距離向偏移量估計值

Δr^k=x+12ρk(x+1)-ρk(x-1)ρk(x+1)+ρk(x-1)-2ρk(x)]]>

其中x∈[-(N-2),(N-2)]，并且取值為整數，同時滿足下式：