[發明專利]一種基于空間域支撐區融合的SAR成像方法

有效

• 申請號: 201710111407.5
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN106908789B
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 梁毅;趙衍一;懷園園
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 西安睿通知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 惠文軒

本發明公開了一種基于空間域支撐區融合的SAR成像方法，其主要思路為：獲取子孔徑回波數據；對子孔徑回波數據依次進行2?維快速傅里葉變換、距離匹配濾波處理、相位補償處理、擴展stolt插值處理、距離向脈壓處理，進而計算得到距離向脈壓處理后的距離位置域?方位波數域子孔徑數據；對距離向脈壓處理后的距離位置域?方位波數域子孔徑數據進行去斜處理，得到去斜處理后的距離位置域?方位波數域子孔徑數據，然后對去斜處理后的距離位置域?方位波數域子孔徑數據進行方位向逆快速傅里葉變換，得到2?維位置域子孔徑數據，然后計算每一個子孔徑的成像數據；進而得到方位向聚焦的全孔徑高分辨率SAR成像。

技術領域

本發明屬于SAR成像技術領域，特別涉及一種基于空間域支撐區融合的SAR成像方法，適用于機載或星載平臺的SAR成像處理。

背景技術

SAR(合成孔徑雷達)作為一種主動探測工具能夠對觀測場景進行高分辨微波成像，在遙感領域得到廣泛應用，其通過發射寬頻帶的信號獲得距離維的高分辨特性，而方位維則利用平臺運動產生的多普勒信息實現高分辨。

近年來隨著各種成像算法的成熟和發展，兼顧成像質量的同時，實時性成為很多成像系統的必備要求，子孔徑概念的提出一定程度解決了成像質量與成像效率這對矛盾；由于子孔徑數據成像具有錄取時間短、積累的相位誤差小等特點，可以減小運動補償復雜度、計算量和存儲量，并實現實時成像；因此，通過子孔徑數據成像，首先快速掃描場景，得到低分辨的場景圖像，而當獲取到感興趣的目標場景時，通過相關子孔徑數據間的融合，實現感興趣目標的高分辨成像；這樣在節省時間的同時，又實現了特點場景的高分辨成像。

針對SAR數據的子孔徑成像，人們提出了很多算法，但這些算法存在或多或少的近似；但其中的Omega-K算法通過Stolt插值能夠實現距離及方位向的無近似解耦合，并由二維快速逆傅里葉變換(IFFT)完成距離及方位向的聚焦，因此具有更高的精準度。

然而傳統的Omega-K算法由于其特殊的插值方式，使得方位向聚焦與解耦合同時完成；該傳統的Omega-K算法一方面令成像算法難以與現有運動補償方法相結合，另一方面，各子孔徑間將無法進行方位向的相干融合以實現高分辨成像；同時，現有Omega-K算法主要針對于全孔徑成像，由于方位向數據聚焦在空間域，使得必須對子孔徑數據進行方位向補零操作以擴展其支撐區，大大增加了運算量，降低了算法的實時性。

發明內容

針對上述現有技術存在的不足，本發明的目的在于提出一種基于空間域支撐區融合的SAR成像方法，該種基于空間域支撐區融合的SAR成像方法能夠在實現距離空間域和方位波數域的子孔徑成像的同時，對各子孔徑方位向數據進行相干性處理，實現方位向支撐區在空間域的融合，以滿足高分辨SAR成像的需求。

為達到上述技術目的，本發明采用如下技術方案予以實現。

一種基于空間域支撐區融合的SAR成像方法，包括以下步驟：

步驟1，確定機載合成孔徑雷達，所述機載合成孔徑雷達發射信號并接收回波信號，并將回波信號記為子孔徑回波數據；

步驟2，對子孔徑回波數據進行2-維快速傅里葉變換，得到2-維波數域子孔徑數據；

步驟3，對2-維波數域子孔徑數據進行距離匹配濾波處理，得到距離匹配濾波后的2-維波數域子孔徑數據；

步驟4，對距離匹配濾波后的2-維波數域子孔徑數據進行相位補償處理，得到相位補償處理后的2-維波數域子孔徑數據。

步驟5，對相位補償處理后的2-維波數域子孔徑數據進行擴展stolt插值處理，得到擴展stolt插值處理后的2-維波數域子孔徑數據；

步驟6，對擴展stolt插值處理后的2-維波數域子孔徑數據進行距離向脈壓處理，即進行距離向逆快速傅里葉變換，進而計算得到距離向脈壓處理后的距離位置域-方位波數域子孔徑數據；