[發明專利]星載全方位SAR自適應目標三維重建方法

有效

• 申請號: 201910589915.3
• 申請日: 2019-07-02
• 公開（公告）號: CN110133682B
• 公開（公告）日: 2023-02-10
• 發明（設計）人: 索志勇;項紅麗;張金強;李真芳;趙秉吉
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S17/90
• 分類號: G01S17/90;G01S7/48
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 程曉霞;王品華

1.一種星載全方位SAR自適應目標三維重建方法，其特征在于，包括有如下步驟：

(1)獲取距離脈壓后的全孔徑回波數據：星載全方位SAR照射觀測場景，獲取觀測場景的全孔徑回波數據，對全孔徑回波數據進行距離向脈壓處理，得到距離脈壓后的全孔徑回波數據；

(2)在參考地平面上用BP算法成像：根據先驗DEM計算觀測場景平均高程，在平均高程所在地平面建立二維格網，平均高程所在地平面為參考地平面，利用BP算法對距離脈壓后的全孔徑回波數據在參考地平面上進行相干累加獲取SAR復圖像；

(3)加權回波反演法提取目標散射特性曲線：對提取的SAR復圖像進行加權處理，距離中心像素越遠的像素權值越小，降低周圍目標的影響，對SAR復數圖像進行加權處理之后，用回波反演法提取觀測場景內所有目標的散射特性曲線；根據能量集中度的定義計算目標的能量集中度

(4)計算各目標能量集中度：利用各目標的散射特性曲線，根據能量集中度的定義計算目標的能量集中度，散射較弱且相干散射角較小的目標為各向同性目標，散射較強且相干散射角較大的目標為各向異性目標，各向同性目標能量集中度較大，各向異性目標能量集中度較小；

(5)自適應提取具有高相干散射角的目標及其散射信息：設定能量集中度門限，自適應提取能量集中度小于所設門限的目標，根據所提取目標的散射特性曲線估計其峰值散射方位角和散射持續角，峰值散射方位角即為散射特性曲線峰值所對應的方位角，散射持續角即為散射特性曲線的主瓣寬度，目標的峰值散射方位角和散射持續角描述了其有效散射角；設定散射持續角門限，自適應提取散射持續角大于所設門限的目標，所提取目標為具有高相干散射角的目標，記錄所提取目標的二維平面位置；

(6)建立目標三維重建模型：利用所提取目標的二維平面位置、參考成像平面高程、峰值散射方位角和散射持續角等信息，根據現有目標三維重建理論建立加權回波反演法提取出的具有高相干散射角的目標的三維重建模型；

(7)分段子空間追蹤算法實現目標三維重建：分段子空間追蹤算法在參考成像平面高程附近建立高程格網，根據目標的三維重建模型構建觀測矩陣，計算殘差向量，迭代求出殘余向量的2-范數最小時待估計目標的標簽，即對應高程格網點，所對應的高程即為待估計目標的高程。

2.根據權利要求1所述的星載全方位SAR自適應目標三維重建方法，其特征在于：步驟(3)中所述的加權回波反演法提取目標散射特性曲線，包括有如下步驟：

(3a)獲取各目標的單頻回波信號：對提取的SAR復圖像進行加權處理，對于每一方位角度，計算各像素對應目標到雷達天線相位中心的斜距，將該斜距對應的相位添加到所提取SAR復圖像的對應像素的相位上，最后將所提取SAR復圖像所有像素的平均值作為中心像素對應目標的中心波數處的單頻回波信號，各目標的單頻回波信號通過單頻回波信號公式計算得到；

(3b)對各目標的單頻回波信號進行相位補償：對于步驟(3a)中所提取的各目標的單頻回波信號，利用中心像素所對應目標到雷達天線相位中心的斜距對應的相位對單頻回波信號進行相位補償，即

其中，為目標的單頻回波信號，表示中心像素對應目標到雷達天線相位中心的斜距，K_c為中心波數，K_c＝2πf_c/c，j為虛數單位，為所提取的中心像素對應目標的散射特性隨方位角的變化曲線。