[發明專利]一種機載合成孔徑雷達多普勒中心偏移計算方法

在審

• 申請號: 201810422796.8
• 申請日: 2018-05-05
• 公開（公告）號: CN108776341A
• 公開（公告）日: 2018-11-09
• 發明（設計）人: 趙現斌;嚴衛;艾未華;陸文;王蕊;馬爍;胡申森;陳冠宇;王宇訓;譚仲輝
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01S7/41
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 馬魯晉

本發明公開了一種機載合成孔徑雷達多普勒中心偏移計算方法，首先讀取SAR探測回波數據，進行方位向FFT，獲取多普勒功率譜；然后對多普勒功率譜進行小波分析濾波，確定基于回波數據的多普勒中心頻率；接著讀取機載SAR慣性導航數據和雷達性能參數，計算基于慣導數據的多普勒中心頻率；最后根據基于回波數據的多普勒中心頻率和基于慣導數據的多普勒中心頻率，確定多普勒中心偏移。本發明計算方法簡單有效，提高了多普勒中心偏移的計算精度，為未來的海洋環境應用提供了有利條件。

技術領域

本發明涉及微波遙感技術，特別是涉及一種機載合成孔徑雷達多普勒中心偏移計算方法。

背景技術

在合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar,SAR)探測數據中，多普勒中心頻率代表探測回波的相位信息，直接影響圖像信噪比、方位模糊信號比以及成像后的目標位置，主要應用于雷達成像領域。近幾年，隨著搭載平臺測量設備測量速度和精度的提高，人們在處理SAR探測回波數據時發現，平臺運動狀態數據計算的多普勒中心頻率和海洋探測回波數據計算的多普勒中心頻率始終存在特定差異，并開始認識到這種差異可能來自于海洋表層運動的影響。基于這一假設，學者們將SAR海洋探測回波數據和平臺運動狀態數據計算多普勒中心頻率存在差異定義為多普勒中心偏移(Doppler Centroid Shift，DCS)，進而開展海面風場、海表流場等海洋環境參數反演研究。

目前，在多普勒中心頻率計算研究方面，針對平臺運動狀態數據，Raney等和Bezvesilniy等[Bezvesilniy O O,Vavriv D M.Synthetic aperture radar systems forsmall aircrafts:Data processing approaches[M].INTECH Open Access Publisher,2012,p465-498.]分別提出了星載、機載SAR多普勒中心頻率計算方法。針對探測回波數據，研究人員按照探測回波數據處理的不同階段，提出了多種多普勒中心頻率計算方法[Herland E A.Seasat SAR processing at the Norwegian Defence ResearchEstablishment(design and operation of a digital process)[J].ESA Appl.ofRemote Sensing Data on the Continental Shelf p 247-253(SEE N 82-14553 05-43),1981.]。但是針對多普勒中心偏移計算方法的研究尚比較少，只有Hansen等利用EnvisatASAR探測數據計算了多普勒中心偏移，并對處理誤差進行分析[Hansen M W,Collard F,Dagestad K,et al.Retrieval of sea surface range velocities from Envisat ASARDoppler centroid measurements[J].IEEE Transactions on Geoscience and RemoteSensing,2011,49(10):3582-3592.]。然而，該方法主要針對星載SAR，不適用于機載SAR多普勒中心偏移的計算，且存在著計算精度低的不足。

發明內容

本發明所解決的技術問題在于提供一種機載合成孔徑雷達多普勒中心偏移計算方法。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種機載合成孔徑雷達多普勒中心偏移計算方法，包括以下步驟：

步驟1、讀取SAR探測回波數據，進行方位向FFT，獲取多普勒功率譜；

步驟2、對多普勒功率譜進行小波分析濾波，確定基于回波數據的多普勒中心頻率；

步驟3、讀取機載SAR慣性導航數據和雷達性能參數，計算基于慣導數據的多普勒中心頻率；

步驟4、根據基于回波的多普勒中心頻率和基于慣導數據的多普勒中心頻率，確定多普勒中心偏移。