[發明專利]基于距離-方位圓模型的大斜視高分辨率SAR成像方法有效

申請號：	201810122729.4	申請日：	2018-02-07
公開（公告）號：	CN108459321B	公開（公告）日：	2021-01-19
發明（設計）人：	鐘華;嚴愛博;張艷軍;葉宗奇;陳國瑾;劉靜	申請（專利權）人：	杭州電子科技大學
主分類號：	G01S13/90	分類號：	G01S13/90
代理公司：	杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240	代理人：	朱月芬
地址：	310018 浙***	國省代碼：	浙江;33
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摘要：
搜索關鍵詞：	基于距離方位模型斜視高分辨率 sar 成像方法
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【權利要求書】：

1.基于距離-方位圓模型的大斜視高分辨率SAR成像方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟1、構建SAR系統幾何模型，得到回波信號，并對其進行距離向的傅里葉變換；

步驟2、在距離頻域對信號進行距離向的預處理，包括LRWC，KT變換以及bulk RCMC；

步驟3、根據距離向預處理的結果，構建距離-方位圓模型，描述SAR信號的方位空變特性，即描述點目標到雷達距離的方位空變特性；

步驟4、利用距離-方位圓模型給出的結果，對剩余高階RCM中的方位空變部分進行建模，并構建新的變標函數實現QRCMC，再設計距離壓縮的濾波器，完成距離向的全部處理：

步驟5、根據距離-方位圓模型對多普勒相位的方位空變特性進行建模，利用ENLCS算法實現方位均衡，最后設計濾波器進行方位壓縮，獲得最終的聚焦圖像；

步驟3具體實現如下：

3-1.構建距離-方位圓模型：

經過bulk RCMC處理之后，距離延遲項為，

其中，f_r表示距離頻率,c是光速,t_m是新的方位向慢時間，該式所示的ΔR(t_m；r_c,t_c)，即方位空變的剩余高階RCM已被多數現有的處理算法所忽略，因此提出新的方法處理距離徙動誤差，首先給出了ΔR(t_m；r_c,t_c)的解析表達式如下，

在高分辨率、大斜視SAR的應用場景下，系數k_i和k_i0是分別依賴于由斜距r_c和參考斜距r_cref的；因此，若想通過新的QRCMC去除方位空變的剩余高階RCM，即ΔR(t_m；r_c,t_c)，則必須利用r_c和r_cref之間的解析關系構造出新的擾動函數；

根據公式(1)中對距離延遲的表達，假設其中的剩余高階RCM已全部被矯正，則有：

其中，R(0；r_c,t_c)被稱作原點距離，表示了在方位時間為零時，點目標到雷達平臺的斜距；

設A和B表示了在成像區域S中的具有相同原點距離R(0；r_c,t_c)的兩個點目標，其中A點是場景中心點，而B點則是滿足上述關系的方位向上的任意點；由于A和B具有相同的原點距離，因此A和B將位于同一個圓上，其中L_DB是B點的中心斜距，經過距離向的RCMC處理之后，該距離被矯正為L_OB，即為前文所述點目標的原點距離，由點目標A的斜距r_cref所表示；

根據以上所述，該距離-方位圓模型的解析表達式為：

x′²+y′²＝r² (4)

其中，圓的半徑r是與r_cref相等的；顯然，通過對該距離-方位圓模型中一些線段的幾何關系的分析，便能夠清楚地描述點目標B的斜距r_c與點目標A的斜距r_cref之間的關系；經過幾何推導之后，方位空變的點目標B的斜距r_c可以進行如下建模，

其中，θ是雷達平臺發射波束的斜視角，v為恒定速度，根據上式對r_c與r_cref之間關系的描述，原本依賴于斜距r_c和波束中心穿越時刻t_c的剩余高階RCM，ΔR(t_m；r_c,t_c)，現在能夠將其完全看作是方位空變的；

步驟4具體實現如下：

4-1.提出一種新的距離處理方法QRCMC用于去除方位空變的剩余高階RCM，即ΔR(t_m；r_c,t_c)；由于系數k₂＝2v²cos²θ/r_c,是隨點目標中心斜距r_c變化的，而應用公式(5)中的關系，即將該式代入到系數k₂的表達式中，則系數k₂便可以表示為由方位時間t_c決定的變量；由此，對上述代入過程的結果進行關于t_c的的泰勒級數展開，得到，