[發明專利]一種合成孔徑雷達回波數據距離徙動校正方法和裝置

在審

• 申請號: 201610069577.7
• 申請日: 2016-02-01
• 公開（公告）號: CN105572648A
• 公開（公告）日: 2016-05-11
• 發明（設計）人: 李寧;王宇;鄧云凱;張志敏;周春暉
• 申請（專利權）人: 中國科學院電子學研究所
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 張穎玲;蔣雅潔

技術領域

本發明涉及合成孔徑雷達(SAR，SyntheticApertureRadar)的回波信號校正技 術，尤其涉及一種SAR回波數據距離徙動(RCM，RangeCellMigration)校正方法和裝置。

背景技術

SAR具有全天時、全天候進行高分辨率成像的能力，在遙感領域扮演了重要角色。 然而，在機載SAR系統中，主要由載機軌跡偏差引起的運動誤差會引起接收原始數據的距離 延遲和方位相位誤差(APE，AzimuthPhaseErrors)，這會嚴重降低圖像的質量。在輕小型 機載超高分辨率(VHR，VeryHighResolution)SAR系統中，由運動誤差帶來的問題更加嚴 重：一方面，由于質量輕、尺寸小，輕小型機載SAR系統更有可能受到大氣湍流的干擾；另一 方面，二維空間分辨率的提高會增大運動誤差，目標回波可能存在幾個甚至幾十個距離單 元的殘余徙動以及顯著的高階APE。因此，運動誤差的校正需要飛機平臺精確的運動信息。 通常，運動信息可以由高精度的慣性導航系統(INS，InertialNavigationSystem)及全球 定位系統(GPS，GlobalPositioningSystems)得到；然而，受限于成本和有效負荷，INS和 GPS不能總是精確補償運動誤差，特別是在輕小型機載SAR系統的情況下，甚至會完全失效。 因此，應該利用自聚焦技術來估計和校正原始數據中的殘余RCM和APE。

目前的自聚焦方法，主要可以分為兩類：參數的和非參數的。在非參數方法中，相 位梯度自聚焦(PGA，PhaseGradientAutofocus)技術最為著名，并且被證實對各種場景和 不同成像模式的相位誤差函數具有很強的魯棒性(Robustness)。在參數方法中，經常采用 APE的多項式模型，例如圖移(MD，MapDrift)技術，反射率偏移法等。此外，在SAR自聚焦領 域還包括：基于代價函數的方法，該方法可以是參數的，也可以是非參數的，取決于之前設 定的APE函數的參數模型。但是，上述自聚焦方法只考慮了APE，而忽視了殘余RCM；然而，對 輕小型機載VHRSAR傳感器而言，殘余RCM是不可避免的，必須去估計和補償，否則無法得到 聚焦良好的高質量SAR圖像。

因此，如何精確地估計SAR回波數據RCM，實現超高分辨率合成孔徑雷達回波數據 RCM的精確校正，是亟待解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例期望提供一種SAR回波數據RCM校正方法和裝置，能精確 地估計SAR回波數據的RCM，實現超高分辨率合成孔徑雷達回波數據RCM的精確校正，進而得 到聚焦良好的高質量SAR圖像。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

本發明實施例提供了一種SAR回波數據RCM校正方法，所述方法包括：

對回波數據進行距離壓縮和幾何RCM校正，得到距離壓縮后的時域數據；

對所述距離壓縮后的時域數據進行子孔徑分割，獲取子孔徑數據，分別選取各子 孔徑數據中具有最高信雜比(SCR，signal-to-clutterratio)的子塊數據；

根據選取的各子塊數據，確定各子孔徑數據的殘余RCM；

對各子孔徑數據的殘余RCM進行全孔徑組合，得到殘余RCM的全孔徑組合；

根據殘余RCM的全孔徑組合，校正所述回波數據的殘余RCM。

上述方案中，所述對所述距離壓縮后的時域數據進行子孔徑分割，獲取子孔徑數 據，并分別選取各子孔徑數據中具有最高SCR的子塊數據；包括：

將所述距離壓縮后的時域數據沿方位向分割為子孔徑數據；

采用滑動窗對所述各子孔徑數據進行選取處理，確定各子孔徑數據中具有最高 SCR的子塊數據；

所述子孔徑的長度為合成孔徑長度的二分之一到三分之一。

上述方案中，所述根據選取的各子塊數據，確定各子孔徑的殘余RCM；包括：

分別對所述各子塊數據進行距離向升采樣和方位向降采樣，得到對應的距離向升 采樣和方位向降采樣的數據；

分別對所述各距離向升采樣和方位向降采樣的數據，采用指數型平均距離像 (ARP，AveragedRangeProfile)計算，獲取對應的參考距離像(RRP，ReferredRange Profile)數據；