[發(fā)明專利]重航過陣列合成孔徑雷達(dá)三維成像運動誤差補償方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810743863.6
• 申請日: 2018-07-09
• 公開（公告）號: CN109031222B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田鶴;李道京
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院電子學(xué)研究所
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 任巖

本公開提供了一種重航過陣列合成孔徑雷達(dá)三維成像運動誤差補償方法，包括：獲得各航過對應(yīng)的陣列各子陣位置和陣列形變測量數(shù)據(jù)，并進(jìn)行多項式擬合；通過MURA正反編碼對回波數(shù)據(jù)進(jìn)行空間調(diào)制；采用三維BP成像算法獲得各航過對應(yīng)的SAR三維復(fù)圖像對；對MURA正碼對應(yīng)的三維復(fù)圖像進(jìn)行干涉處理；建立SAR回波信號?干涉后復(fù)圖像頻域系數(shù)向量之間的關(guān)系式，并求解各航過關(guān)系式；將求解所得到的頻域系數(shù)向量反變換至空間域，等效實現(xiàn)陣列形變誤差補償和單航過三維成像；對MURA正碼回波形成的單航過復(fù)圖像進(jìn)行相位補償；對補償后的各個復(fù)圖像相干累加，實現(xiàn)重航過陣列SAR三維成像。本公開方法對機(jī)載/星載重航過觀測數(shù)據(jù)的應(yīng)用具有重要意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及雷達(dá)成像處理領(lǐng)域，尤其涉及一種重航過陣列合成孔徑雷達(dá)三維成像運動誤差補償方法。

背景技術(shù)

陣列天線SAR通過在采樣空間形成二維合成孔徑陣列和波傳播方向的寬帶信號，實現(xiàn)對觀測場景的三維分辨，其中陣列方向的分辨率受交軌向陣列長度限制。在陣列方向進(jìn)行重航過采樣，可擴(kuò)大等效陣列長度以提高交軌向分辨率(參見李道京,滕秀敏.Cross-Track Sparse Flight Simulation Analysis for Airborne Sparse Array Downward-Looking 3D Imaging Radar[C].in Geoscience and Remote Sensing Symposium(IGARSS),Canada,July 2011:1686-1688)。理想的重航過采樣條件下，各航過對應(yīng)的空間位置均在同一平面。實際中，基于重航過采樣方式的陣列SAR通過對同一場景在不同時間的多次航過實現(xiàn)三維成像，對應(yīng)的多航過數(shù)據(jù)不可避免受到氣流的干擾，使其偏離理想航跡，陣列平面內(nèi)各相位中心之間相對位置也會發(fā)生變化，嚴(yán)重影響圖像反演(參見Salzman J.,Akamine D.,Lefevre R.,et al.Interrupted synthetic aperture radar(SAR)[J].IEEEAerospace and Electronic Systems Magazine,2002,17(5):33-39)。

針對以上背景，相關(guān)科研人員分別在陣列誤差校正、平臺運動誤差補償和多航過回波數(shù)據(jù)配準(zhǔn)(參見楊澤民,孫光才,邢孟道等.基于多通道聯(lián)合自聚焦技術(shù)的機(jī)載三維SAR運動補償[J].電子與信息學(xué)報,2012,34(7):1581-1588)等方面做了相應(yīng)的研究工作，但是針對運動誤差條件下重航過陣列SAR下視三維成像和運動誤差補償問題研究較少。由于機(jī)載陣列天線SAR重航過飛行過程中，一方面存在陣列形變誤差，另一方面存在航跡曲線偏移，由此給其三維成像帶來很多困難。研究重航過陣列SAR三維成像中的運動誤差補償方法，對機(jī)載/星載重航過觀測數(shù)據(jù)應(yīng)用具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

本公開提供了一種重航過陣列合成孔徑雷達(dá)三維成像運動誤差補償方法，以至少部分解決以上所提出的技術(shù)問題。

(二)技術(shù)方案

根據(jù)本公開的一個方面，提供了一種重航過陣列合成孔徑雷達(dá)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(yīng)的陣列各子陣位置和陣列形變測量數(shù)據(jù)，對該測量數(shù)據(jù)進(jìn)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(shù)據(jù)進(jìn)行空間調(diào)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(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，對所述兩路SAR三維回波信號采用三維BP成像算法進(jìn)行處理，獲得各航過對應(yīng)的SAR三維復(fù)圖像對；

步驟S4，針對各航過對應(yīng)的SAR三維復(fù)圖像對，以MURA反碼對應(yīng)的三維復(fù)圖像相位作為參考，對MURA正碼對應(yīng)的三維復(fù)圖像進(jìn)行干涉處理；