[發(fā)明專利]星載SAR衛(wèi)星載荷降低數(shù)據(jù)率的處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710877188.1
• 申請日: 2017-09-25
• 公開（公告）號: CN107831504B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 路瑞峰;劉艷陽;侯雨生;張丙良;鞏彪;曹岸杰;魏春
• 申請（專利權(quán)）人: 上海衛(wèi)星工程研究所
• 主分類號: G01S19/05
• 分類號: G01S19/05;G01S7/40
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

本發(fā)明提供了一種星載SAR衛(wèi)星載荷降低數(shù)據(jù)率的處理方法，其包括以下步驟：步驟一，輸入SAR回波數(shù)據(jù)；步驟二，多普勒中心估計；步驟三，確定降采樣倍數(shù)；步驟四，構(gòu)建降采樣插值核函數(shù)；步驟五，星上數(shù)據(jù)重采樣；步驟六，信號重采樣。本發(fā)明在一定程度上解決SAR系統(tǒng)設(shè)計在方位模糊度及斑馬圖設(shè)計要求下面臨的方位向過采樣率高帶來的大數(shù)據(jù)率問題，進(jìn)而有效保障SAR系統(tǒng)對地觀測性能，具有保信噪比的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種信號與信息處理技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種星載SAR衛(wèi)星載荷降低數(shù)據(jù)率的處理方法。

背景技術(shù)

合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture Radar，SAR)因其全天時全天候高分辨率對地觀測能力在軍事及民用領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，如戰(zhàn)場偵查、海洋監(jiān)測、農(nóng)業(yè)普查及地形測繪等，通常SAR系統(tǒng)的雷達(dá)脈沖重復(fù)頻率(Pulse Repetition Frequency，PRF)大于系統(tǒng)的多普勒帶寬，這導(dǎo)致SAR回波數(shù)據(jù)存在一定的冗余，SAR系統(tǒng)回波的數(shù)據(jù)率隨雷達(dá)高分辨率的提高成二次方增長，隨著人們對SAR圖像分辨率需求的不斷提高，星載SAR系統(tǒng)數(shù)據(jù)率越來越大，系統(tǒng)面臨越來越嚴(yán)重的數(shù)據(jù)傳輸壓力，此時，研究星上實(shí)時處理降低SAR數(shù)據(jù)率是星載SAR系統(tǒng)未來實(shí)現(xiàn)高分辨率成像的重要技術(shù)支撐手段。

星上實(shí)時處理降數(shù)據(jù)率是星載SAR系統(tǒng)設(shè)計人員必須考慮、無法回避的問題。目前，星載SAR系統(tǒng)主要通過星上數(shù)據(jù)壓縮的方式降低數(shù)據(jù)率。R.Kwok等人提出了分塊自適應(yīng)量化(BAQ)壓縮算法，可實(shí)現(xiàn)8:3及8:4等比例的數(shù)據(jù)壓縮，該算法在星載SAR系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，但該算法僅可通過提高壓縮比以降低回波數(shù)據(jù)率，這將造成SAR圖像量化噪聲的增大，SAR圖像質(zhì)量下降。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種星載SAR衛(wèi)星載荷降低數(shù)據(jù)率的處理方法，其在一定程度上解決SAR系統(tǒng)設(shè)計在方位模糊度及斑馬圖設(shè)計要求下面臨的方位向過采樣率高帶來的大數(shù)據(jù)率問題，進(jìn)而有效保障SAR系統(tǒng)對地觀測性能，具有保信噪比的優(yōu)點(diǎn)，通過對衛(wèi)星接收的回波數(shù)據(jù)進(jìn)行方位向重采樣實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種星載SAR衛(wèi)星載荷降低數(shù)據(jù)率的處理方法，其特征在于，其包括以下步驟：

步驟一，輸入SAR回波數(shù)據(jù)，將SAR回波數(shù)據(jù)輸入到系統(tǒng)，假定系統(tǒng)脈沖重復(fù)頻率為PRF；

步驟二，多普勒中心估計；

步驟三，確定降采樣倍數(shù)；

步驟四，構(gòu)建降采樣插值核函數(shù)，如下式：

其中，t為方位預(yù)采樣時刻，t_a為實(shí)際方位采樣時刻，B_a,p為方位信號處理帶寬，f_dc為中心估計值，f(t；t_a)為降采樣插值核函數(shù)；j表示復(fù)數(shù)符號；

步驟五，星上數(shù)據(jù)重采樣；

步驟六，信號重采樣，按格式要求輸出s(t_a)，并輸出降采樣倍數(shù)F。

優(yōu)選地，所述步驟五具體包括以下步驟：

步驟五十一，確定方位采樣時刻，假定SAR回波數(shù)據(jù)起始時間為t₀，降采樣后各方位采樣時刻，如下式：

其中，t_a為實(shí)際方位采樣時刻，t₀為SAR回波數(shù)據(jù)起始時間，PRF為系統(tǒng)脈沖重復(fù)頻率，F(xiàn)為降采樣倍數(shù)；

步驟五十二，信號重采樣，方位時刻t_a重采樣信號，如下式：