[發明專利]一種基于自聚焦的SAR平臺初始高度誤差估計方法

有效

• 申請號: 201710173161.4
• 申請日: 2017-03-22
• 公開（公告）號: CN107015225B
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 張曉玲;田博坤;余鵬;胡克斌;師君;韋順軍
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01S7/40
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 曾磊

本發明提出了一種基于自聚焦的SAR平臺初始高度誤差估計方法，它首先對SAR原始回波信號進行距離壓縮；初始化粗估計參數，劃分場景目標觀測區間并進行后向投影(BP)成像，利用BP成像結果計算圖像銳度值，然后用遺傳算法對初始高度誤差進行初步估計得到初始高度誤差粗估計值；利用SAR平臺初始高度誤差粗估計值調整精估計參數，重新劃分觀測場景目標空間，進行初始高度誤差精估計，最終得到SAR平臺初始高度誤差精估計值。與傳統方法相比，本發明具有計算量較小、運行速度快、而且對SAR初始高度誤差估計精度較高的特點，因此更適用于大場景、大斜視角、高精度SAR成像。

技術領域

本技術發明屬于雷達技術領域，它特別涉及了合成孔徑雷達(SAR)成像技術領域。

背景技術

合成孔徑雷達(SAR)是一種高分辨率微波成像雷達，具有全天時和全天候工作的優點，已被廣泛應用各個領域，如地形測繪、制導、環境遙感和資源勘探等。SAR應用的重要前提和信號處理的主要目標是通過成像算法獲取高分辨、高精度的微波圖像。其獲得的高分辨微波圖像已經被廣泛應用于諸多領域，如生成數字高程圖、觀測火山活動和洪災情況、監測陸地和海洋交通等。

高速俯沖SAR(HSD-SAR)具有很高的應用價值，它可以應用于民用飛機導航等領域。通過進行目標識別、定位以及場景匹配，SAR圖像可以用于提高導航精度。HSD-SAR通常工作在高斜視角狀態。由于HSD-SAR的高速和高斜視角的特性，頻域成像算法很難得到聚焦效果很好的寬測繪帶HSD-SAR圖像，而后向投影(BP)算法通過對于每個像素點進行精確匹配可以得到很好的HSD-SAR圖像。在BP成像算法中，目標與觀測場景之間的相對位置必須被精確測量。

后向投影(BP)算法是一種精確的SAR時域成像算法，它首先將合成孔徑雷達原始數據沿距離向進行距離壓縮(脈沖壓縮)，然后通過選擇不同慢時間觀測空間中任意像素點在距離壓縮后SAR數據空間中的數據，補償方位向多普勒相位，并進行相干積累，最終獲得各像素點散射系數的成像算法。由于在精確已知天線相位中心(Antenna Phase Center,APC)的前提下，BP算法可以有效補償運動誤差，因而已被廣泛應用，詳見“師君.雙基地SAR與線陣SAR原理及成像技術研究[D].電子科技大學博士論文.2009”。

自聚焦技術利用SAR數據本身估計并去除殘余相位誤差。其中，相位誤差估計的精度依賴于具體的成像場景及采用的自聚焦方法。現有的自聚焦方法可劃分為兩大類:參數模型法，包括子孔徑相關法(MD)、多子孔徑相關法(MAM)和相位差法(PD)；非參數模型法，包括相位梯度自聚焦算法(PGA)。