[發明專利]一種星載多基線全息SAR成像方法

在審

• 申請號: 201910864986.X
• 申請日: 2019-09-09
• 公開（公告）號: CN110488294A
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: 王鵬飛;侯凱強;姜艷娜;邱曉燕;施君男;李伯達;蔣潔;吳雪微
• 申請（專利權）人: 上海無線電設備研究所
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 31323 上海元好知識產權代理有限公司
• 代理人: 徐雯瓊;章麗娟<國際申請>=<國際公布>

1.一種星載多基線全息SAR成像方法，其特征在于，其基于多航過地球同步軌道基線實現360度全方位成像，包含以下步驟：

S1、建立地球同步軌道星載全息SAR成像的運行軌道模型；

S2、建立地球同步軌道星載全息SAR回波信號模型；

S3、全息二維成像；

S4、通過構造高度向稀疏基用以建立三維成像稀疏基；

S5、利用壓縮感知重構算法對地面目標的高度重構；

S6、全息圖像顯示。

2.如權利要求1所述的星載多基線全息SAR成像方法，其特征在于，所述步驟S1中，所述運行軌道模型為：

式中，φ表示經度；λ表示維度；λ₀為起始經度；R_s表示衛星到地心距離e表示偏心率；f表示真近心角；i表示軌道傾角；A表示軌道半長軸。

3.如權利要求2所述的星載多基線全息SAR成像方法，其特征在于，所述步驟S2中，進一步包含：

根據地球同步軌道星載全息SAR成像的運行軌道模型和成像幾何模型，得到信號的距離歷程用以建立所述地球同步軌道星載全息SAR回波信號模型，回波信號模型為：

式中，τ代表快時間；t_m代表慢時間；c代表光速；σ_T表示目標的散射系數；和分別表示第n次航過衛星和地面目標在斜距坐標系中的位置；f_c為載頻；

表示發射信號的快時間域時延；表示空間位置相關項；表示平地相位；表示方位位置項；表示高度位置項。

4.如權利要求3所述的星載多基線全息SAR成像方法，其特征在于，所述步驟S3中，所述全息二維成像包含以下過程：

S31、劃分子孔徑大小，其中，假設整個圓形軌道被分為M個子孔徑，每個子孔徑的大小為則

S32、成像場景劃分為合適的二維網格，并做距離匹配濾波，參考函數為：

H₁(τ)＝exp(-jπγτ²) (1-12)

式中，γ表示發射信號的調頻斜率；

S33、計算成像空間內地球同步軌道SAR圓形軌跡的發射信號時延：

式中，表示地球同步軌道SAR在方位角處距二維成像空間中任一目標P的距離；

S34、進行距離向數據插值與重采樣，并補償剩余相位，該補償相位的表達式為：

S35、進行相干疊加、二維聚焦，得到成像場景中所有目標散射點的二維聚焦結果，聚焦后的二維信號表達式為：

式中，a(τ,t_m)是位置函數；

S36、二維聚焦后進行自孔徑拼接，并在每個距離方位單元進行高度重構。

5.如權利要求4所述的星載多基線全息SAR成像方法，其特征在于，所述步驟S36中，進一步包含：

同一個散射單元的高度在360度方向上高度是不變，在孔徑成像時，選擇第n次觀測時子孔徑中心位置到場景中心的距離R_n0代替二維聚焦圖像變為：

其中，為高度向基線隨慢時間變化的長度。

6.如權利要求5所述的星載多基線全息SAR成像方法，其特征在于，所述步驟S4中，進一步包含：

劃分地面高度單元：[s₁,s₂…s_Q-1,s_Q]，高度間隔為Δs＝s₂-s₁，構造高度向稀疏基：

7.如權利要求6所述的星載多基線全息SAR成像方法，其特征在于，所述步驟S5中，進一步包含：

利用壓縮感知重構算法對地面目標的高度重構，重構的高度為：

其中，ξ表示拉格朗日算子，s_re表示參考高度，s為散射點實際高度。