[發明專利]基于方位時間重采樣的高速機動飛行SAR成像方法

有效

• 申請號: 201910645496.0
• 申請日: 2019-07-17
• 公開（公告）號: CN110441771B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 郭蘋;唐世陽;王安義;焦曉陽;侯彭亮;王靜
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 西安維賽恩專利代理事務所(普通合伙) 61257
• 代理人: 劉春

1.基于方位時間重采樣的高速機動飛行SAR成像方法，其特征在于，根據高速機動平臺SAR非“走-停”幾何模型，并利用雙基轉換單基的方法簡化距離等式；然后對方位時間進行重采樣，去除加速度導致的方位向空變性，得到具有傳統雙曲線距離歷程的回波信號，最后利用經典的距離多普勒(RD)算法實現高速機動平臺SAR成像；

具體按照以下步驟實施：

步驟1、構建精確的高速機動平臺SAR非“走-停”幾何模型，獲得收發的距離歷程之和|R(T_t)|，利用雙基轉換單基的方法將|R(T_t)|等效為新的距離表達式|R(η)|， T_t為發射線性調頻信號的時刻；

步驟2、根據所述高速機動平臺SAR非“走-停”幾何模型和回波信號原理，獲得基帶雷達回波信號s(t,η)；t為快時間，η是等效后新的方位慢時間；

步驟3、對所述基帶雷達回波信號s(t,η)進行距離向傅里葉變換和一次距離壓縮，得到一次距離壓縮后的信號S_r(f_r,η)；f_r為距離頻率；

步驟4、對所述一次距離壓縮信號S_r(f_r,η)進行方位時間重采樣，得到具有傳統雙曲線距離歷程的回波信號S_r(f_r,η′)，其中η′為重采樣后新的方位慢時間；

步驟5、將經方位時間重采樣后的所述回波信號S_r(f_r,η′)依次進行方位向傅里葉變換、二次距離壓縮和距離徙動校正，最后進行距離逆傅里葉變換得到距離維聚焦后的信號S_a(t,f_a′)，其中f_a′為方位重采樣后新的方位頻率；

所述步驟5的具體內容為：

5.1、對回波信號S_r(f_r,η′)進行方位快速傅里葉變換，得到：

其中，W_a(·)為方位維窗函數，V＝|V|，R₀＝|R₀|，η′₀為目標的新方位零多普勒時刻；第一個指數項中的表示距離彎曲；第二個指數項表示一次距離壓縮剩余項；第三個指數項表示方位調制項；W_r(·)表示距離維窗函數，c表示光速，V表示速度，λ為發射信號波長、R₀為合成孔徑中心時刻處的斜距矢量；

5.2、根據步驟5.1中得到的二維頻域信號S(f_r,f_a′)構造距離徙動校正函數和二次距離壓縮函數消除距離-方位的耦合項，其中采用R₀≈R_s的近似，對場景中的距離彎曲和二次距離壓縮調頻率以場景中心點處的值近似；

5.3、將距離徙動校正和二次距離壓縮后的信號進行逆距離快速傅里葉變換，得到距離維聚焦后的信號：

其中，B為發射信號帶寬；ω_r(·)表示距離維的包絡信息；

步驟6、將距離維聚焦后的信號S_a(t,f_a′)進行方位壓縮和方位逆傅里葉變換，進而得到高速機動飛行SAR的圖像；

所述步驟6中，根據步驟5.3得到的將距離維聚焦后的信號S_a(t,f_a′)，構造方位壓縮函數：再進行方位壓縮和方位逆傅里葉變換，進而得到高速機動飛行SAR的圖像。