[發明專利]重航過陣列合成孔徑雷達三維成像運動誤差補償方法

有效

• 申請號: 201810743863.6
• 申請日: 2018-07-09
• 公開（公告）號: CN109031222B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 田鶴;李道京
• 申請（專利權）人: 中國科學院電子學研究所
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

1.一種重航過陣列合成孔徑雷達三維成像運動誤差補償方法，包括：

步驟S1，利用分布式POS獲得各航過對應的陣列各子陣位置和陣列形變測量數據，對該測量數據進行多項式擬合；

步驟S2，在存在運動誤差條件下，通過MURA正反編碼對回波數據進行空間調制，得到兩路SAR三維回波信號；

步驟S3，在擬合后的分布式POS測量數據基礎上，對所述兩路SAR三維回波信號采用三維BP成像算法進行處理，獲得各航過對應的SAR三維復圖像對；

步驟S4，針對各航過對應的SAR三維復圖像對，以MURA反碼對應的三維復圖像相位作為參考，對MURA正碼對應的三維復圖像進行干涉處理；

步驟S5，建立SAR回波信號-干涉后復圖像頻域系數向量之間的關系式，利用壓縮感知理論和范數最優化準則求解各航過關系式；

步驟S6，將求解所得到的頻域系數向量反變換至空間域，等效實現陣列形變誤差補償和單航過陣列SAR三維成像；

步驟S7，以MURA反碼對應的三維復圖像相位作為參考，對MURA正碼回波形成的單航過復圖像進行相位補償，以恢復各航過之間復圖像相位關系；

其中，所述以MURA反碼對應的三維復圖像相位作為參考，對MURA正碼回波形成的單航過復圖像進行相位補償，表達式為：

α_Compen,i'＝α_Compen,i·P_i (1)

其中P_i為第i次航過采用MURA反碼調制對應的復圖像相位，α_Compen,i為第i次航過陣列形變誤差補償后的復圖像，α_Compen,i'為相位補償的復圖像；

步驟S8，對補償后的各個復圖像相干累加，實現重航過陣列SAR三維成像。

2.根據權利要求1所述的重航過陣列合成孔徑雷達三維成像運動誤差補償方法，其中，在所述步驟S1中，采用最小二乘方法對所述測量數據進行多項式擬合。

3.根據權利要求1所述的重航過陣列合成孔徑雷達三維成像運動誤差補償方法，其中，所述步驟S3中，三維BP成像算法的相位補償因子g(u,w_i；m)為：

式中，λ表示兩路回波信號波長，τ(u,w_i；m)為第i次航過下三維成像空間第m個分辨單元到采樣點(u,w_i)的回波延時：

其中，c表示光速，w_i表示第i次航過對應的交軌向采樣點相位中心位置，(u,w_i)為采樣點在順軌向-交軌向平面的位置，其中u表示采樣點在順軌向的位置，H為理想平臺高度，ζ_h,uw、ζ_c,uw分別為實際航跡在高程向、交軌向的偏移量測量值，為該采樣點對應的陣列形變誤差；(x_m,y_m,z_m)為第m個分辨單元對應的位置。

4.根據權利要求1所述的重航過陣列合成孔徑雷達三維成像運動誤差補償方法，其中，在所述步驟S3中，所述SAR三維復圖像對分別為α₁、α₂：

式中，A為復圖像幅度矩陣，為隨機初始相位矩陣，為目標至SAR采樣點的往返距離引起的相位，其中，i＝1，2。

5.根據權利要求1所述的重航過陣列合成孔徑雷達三維成像運動誤差補償方法，其中，在所述步驟S4中，干涉處理后的圖像α_new為：

式中，A為復圖像幅度矩陣，為隨機初始相位矩陣，為目標至SAR采樣點的往返距離引起的相位，其中，i＝1，2。