[發(fā)明專(zhuān)利]一種雙基前視SAR的空變?yōu)V波參數(shù)高階擬合方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711453018.7
• 申請(qǐng)日: 2017-12-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108132469A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胥秋;汪宗福;金敏;吳慧;王馳;張平;何東
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 成都匯蓉國(guó)科微系統(tǒng)技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01S13/90
• 分類(lèi)號(hào): G01S13/90
• 代理公司: 成都東唐智宏專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 51261
• 代理人: 羅言剛

一種雙基前視SAR的空變?yōu)V波參數(shù)高階擬合方法，包括如下步驟:步驟1.建立雙基前視高機(jī)動(dòng)平臺(tái)SAR的運(yùn)動(dòng)幾何構(gòu)型；步驟2.計(jì)算出場(chǎng)景中心點(diǎn)對(duì)應(yīng)的多普勒中心頻率；步驟3.在雷達(dá)波照射區(qū)域內(nèi)，以場(chǎng)景中心點(diǎn)為中心取A個(gè)在雷達(dá)波照射區(qū)域內(nèi)均勻分布的點(diǎn)，對(duì)每一點(diǎn)橫坐標(biāo)，帶入場(chǎng)景中心點(diǎn)多普勒頻率值,求出其縱坐標(biāo)；步驟4.以求出的A個(gè)點(diǎn)進(jìn)行曲線擬合到設(shè)計(jì)空變?yōu)V波所需參數(shù)。本發(fā)明對(duì)于雙基前視SAR采集數(shù)據(jù)的后續(xù)空變處理給出了一個(gè)具體的解決方法，采用高階省略和常數(shù)反推的方式快速擬合出所需要的空變參數(shù)，大幅降低了計(jì)算強(qiáng)度，彌補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)對(duì)SAR數(shù)據(jù)處理過(guò)程中的空缺。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及飛行器導(dǎo)航技術(shù)，具體涉及一種雙基前視SAR的空變?yōu)V波參數(shù)高階擬合方法。

背景技術(shù)

雙基地合成孔徑雷達(dá)（Bistatic synthetic aperture radar,簡(jiǎn)寫(xiě)為BiSAR）是指收發(fā)天線分置于兩個(gè)不同運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的雷達(dá)系統(tǒng)。與單基地SAR相比，雙基SAR具有隱蔽性好，安全性高，抗干擾能力強(qiáng)，低成本和靈活性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)一些單基地SAR所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的特殊模式，如前視成像。

然而由于發(fā)射機(jī)斜視、接收機(jī)前視的工作模式使得收發(fā)平臺(tái)高度不斷變化和運(yùn)動(dòng)方向不同導(dǎo)致回波相位的空變特性，給后續(xù)成像帶來(lái)困難。西安電子科技大學(xué)的孟自強(qiáng)博士在其專(zhuān)利中提出采用高階多項(xiàng)式擬合來(lái)消除高精度二維頻譜的相位項(xiàng)中的相位空變性，進(jìn)而設(shè)計(jì)出高效的頻域成像算法，明顯改善了成像場(chǎng)景的聚焦性能[1]。但是在其專(zhuān)利中只提到了利用高階多項(xiàng)式擬合分別得到與場(chǎng)景相關(guān)的泰勒系數(shù),,(?r表示場(chǎng)景中除點(diǎn)目標(biāo)P外的其他點(diǎn)目標(biāo)到場(chǎng)景中心點(diǎn)的斜距差異, 表示場(chǎng)景中除點(diǎn)目標(biāo)P外的其他點(diǎn)目標(biāo)到場(chǎng)景中心點(diǎn)的斜距差異，即距離向采樣間隔與光速的乘積.),對(duì)求(???),(???),(???)需要用到的場(chǎng)景中心點(diǎn)對(duì)應(yīng)系數(shù),,及擬合系數(shù),,(i∈,N為擬合階數(shù))并沒(méi)有給出具體求解方法。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的空缺，滿足SAR成像后續(xù)處理要求，本發(fā)明公開(kāi)了一種雙基前視SAR的空變?yōu)V波參數(shù)高階擬合方法。

本發(fā)明所述一種雙基前視SAR的空變?yōu)V波參數(shù)高階擬合方法，其特征在于，包括如下步驟:

步驟1. 建立雙基前視高機(jī)動(dòng)平臺(tái)SAR的運(yùn)動(dòng)幾何構(gòu)型；

設(shè)定直角坐標(biāo)系原點(diǎn)，并以該原點(diǎn)分別建立收、發(fā)平臺(tái)所處的接收機(jī)坐標(biāo)系xOyz和發(fā)射機(jī)坐標(biāo)系x'Oy'z;根據(jù)發(fā)、收平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)情況求出收發(fā)平臺(tái)與接收機(jī)坐標(biāo)系內(nèi)的目標(biāo)點(diǎn)P 之間的瞬時(shí)雙基斜距：

---（1）；

其中為目標(biāo)點(diǎn)P在發(fā)射機(jī)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，Rrcen和Rtcen分別表示收發(fā)機(jī)在合成孔徑中心時(shí)刻的目標(biāo)斜距;且---（2）；

上式中，和分別表示慢時(shí)間 tm=0時(shí)接收機(jī)和發(fā)射機(jī)的高度；此時(shí),接收機(jī)和發(fā)射機(jī)的速度向量分別為和,接收機(jī)和發(fā)射機(jī)加速度向量分別為和,在任意tm時(shí)刻,發(fā)射機(jī)在發(fā)射機(jī)坐標(biāo)系中的位置坐標(biāo)為(,,)；

將瞬時(shí)雙基斜距進(jìn)行泰勒展開(kāi)，并舍去四階以上部分；得到

---（3）；

步驟2. 計(jì)算出場(chǎng)景中心點(diǎn)對(duì)應(yīng)的多普勒中心頻率；所謂場(chǎng)景中心點(diǎn)即雷達(dá)波照射區(qū)域的幾何中心點(diǎn)；

將場(chǎng)景中心點(diǎn)坐標(biāo)在接收機(jī)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值代入多普勒頻率公式;

---（4）

替換其中的x_p，y_p;計(jì)算出中心點(diǎn)多普勒頻率值；

表示發(fā)射機(jī)速度向量在X軸上的分量;

分別表示發(fā)射機(jī)在接收機(jī)坐標(biāo)系xOyz下的初始位置的橫、縱坐標(biāo)；