[發明專利]一種雷達DBS成像幾何失真校正與子圖像拼接方法

在審

• 申請號: 201910497890.4
• 申請日: 2019-06-10
• 公開（公告）號: CN110389339A
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發明（設計）人: 郭亮;周祿平;武春風;李亞超;全英匯;汪宗福;邢孟道
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S13/58
• 分類號: G01S13/58;G01S13/89;G01S7/41
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 張捷

本發明公開了一種雷達DBS成像幾何失真校正與子圖像拼接方法，包括以下步驟：S1：在地距平面XOZ上構造一組對目標場景進行全覆蓋的位置信息已知的矩形點陣網格；S2：計算第一個波位波束覆蓋區域中心點P1在所述點陣網格中的位置坐標(x_p,z_p)，并在所述中心點P1附近選取包括若干目標點(x,z)的小點陣網格；S3：對所述小點陣網格進行幾何變換得到所述目標點在斜距平面的多普勒信息(R_b,f_a)；S4：根據所述多普勒信息(R_b,f_a)得到所述目標點在所述地距平面上的幅度值；S5：計算第i個波位波束覆蓋區域中心點Pi的坐標，得到所述中心點Pi在所述點陣網格中的位置，并在所述中心點Pi附近選取包括若干目標點的小點陣網格；其中，i為正整數且i≥2；S6：重復步驟S3～S5，對所有波位進行處理，完成子圖像拼接，得到地距平面大寬幅雷達圖像，解決了常規DBS成像幾何失真校正與子圖像拼接無法適用于非勻速俯沖下降軌的問題。

技術領域

本發明屬于雷達技術領域，具體涉及一種雷達DBS成像幾何失真校正與子圖像拼接方法。

背景技術

雷達是利用電磁波探測目標的電子設備，雷達發射電磁波對目標進行照射并接收其回波，由此獲得目標至電磁波發射點的距離、距離變化率(徑向速度)、方位、高度等信息。由于雷達成像具有全天候、全天時的特點，不受天氣、距離等影響，且具有一定的地表穿透能力，因此被廣泛應用到軍事、資源環境監測、天體研究、地質調查等各個領域中。

雷達的種類繁多，其中，機載脈沖多普勒雷達是利用多普勒效應探測運動目標的脈沖雷達。DBS(Doppler beam sharpening，多普勒波束銳化)技術是機載脈沖多普勒雷達利用多普勒效應通過信號處理提高方位分辨率的工作模式，主要是將天線的真實波束等效成若干個窄的子波束，各子波束照射區域內目標相對雷達的不同徑向速度形成不同的多普勒頻率，只需在頻域設置一組窄帶數字濾波器，便可以在多普勒頻域進行分辨，從而有效地改善方位分辨率。常規的DBS技術利用雷達掃描獲取場景回波，通過頻譜分析進行DBS成像，并采用幾何失真校正與子圖像拼接方法獲取目標場景大幅寬雷達圖像。

然而，常規的DBS幾何失真較真與子圖像拼接均是基于運動平臺平飛假設，無法適用于末制導階段大擦地角與大斜視角的成像幾何構型。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種雷達DBS成像幾何失真校正與子圖像拼接方法。本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

一種雷達DBS成像幾何失真校正與子圖像拼接方法，包括以下步驟：

S1：在地距平面XOZ上構造一組對目標場景進行全覆蓋的位置信息已知的矩形點陣網格；

S2：計算第一個波位波束覆蓋區域中心點P1在所述點陣網格中的位置坐標(x_p,z_p)，并在所述中心點P1附近選取包括若干目標點(x,z)的小點陣網格；

S3：對所述小點陣網格進行幾何變換得到所述目標點在斜距平面的多普勒信息(R_b,f_a)；

S4：根據所述多普勒信息(R_b,f_a)得到所述目標點在所述地距平面上的幅度值；

S5：計算第i個波位波束覆蓋區域中心點Pi的坐標，得到所述中心點Pi在所述點陣網格中的位置，并在所述中心點Pi附近選取包括若干目標點的小點陣網格；其中，i為正整數且i≥2；

S6：重復步驟S3～S5，對所有波位進行處理，完成子圖像拼接，得到地距平面大寬幅雷達圖像。

在本發明的一個實施例中，所述步驟S3包括：