[發明專利]一種大尺度海域場景圖像重建方法

有效

• 申請號: 201911042976.4
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN111025289B
• 公開（公告）日: 2023-09-15
• 發明（設計）人: 曾張帆;諶雨章;周艷玲;潘永才
• 申請（專利權）人: 湖北大學
• 主分類號: G01S13/89
• 分類號: G01S13/89;G01S13/86;G01S7/41
• 代理公司: 武漢帥丞知識產權代理有限公司 42220
• 代理人: 劉丹;朱必武

本發明涉及一種大尺度海域場景圖像重構方法，具體包括如下步驟：S1，啟動安裝于飛機上的信號收集裝置；S2，采用信號收集裝置按照預定的軌跡采集海面反射回來的信號；S3，將信號收集裝置采集到的信號分別經由基帶處理、降采樣、預處理以及匹配濾波，以完成初始信號重構；S4，對初始重構信號進行傅里葉逆變換和最小二乘處理，完成圖像重建。本發明方法對接收數據進行降采樣，處理的數據量大大減少，效率高。由于采用了傅里葉逆變換和最小二乘圖像重構技術，獲得的海域場景圖像質量高，分辨率高。并且本發明方法不需要預先分析海域場景，直接對全部海域進行圖像重建，支持對所有海域場景的成像，適用性廣。

技術領域

本發明涉及一種圖像重建方法，尤其涉及一種大尺度海域場景圖像重建方法，屬于雷達成像技術領域。

背景技術

大尺度海域場景成像能夠對在地球表面海洋區域進行觀測并獲取其二維圖像，在科學研究、林業漁業和國防領域有著廣泛的應用。

現有的海域成像相關的技術方案如《CN102901965A一種海洋雜波環境中電大尺寸目標雷達成像方法》，《CN108594230A一種海船場景的合成孔徑雷達圖像仿真方法》等皆采用電磁計算方法，其缺點主要包括：

(1)上述方法采用電磁計算方法，準確程度極大依賴具體場景的情況，難以做到自動化。

(2)上述方法使用的算法復雜度較高，產生的數據容量極大，存儲成本較高。

因此，如何實現自動化以及如何減少算法復雜度，降低產生的數據量是亟待解決的問題。

發明內容

為了解決上述現有技術存在的問題，本發明的目的是：提供一種大尺度海域場景圖像重建方法，以解決系統自動化和算法復雜度高的問題。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：一種大尺度海域場景圖像重建方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1，啟動安裝于飛機上的信號收集裝置；

S2，采用信號收集裝置按照預定的軌跡采集海面反射回來的信號；

S3，將信號收集裝置采集到的信號分別經由基帶處理、降采樣、預處理以及匹配濾波，以完成初始信號重構；

S4，對初始重構信號進行傅里葉逆變換和最小二乘處理，完成圖像重建。

優選的，在步驟S1中，所述信號收集裝置包括天線組件、射頻組件、模數轉換組件和通信組件；所述天線組件包括參考天線和雷達天線，大尺度海域場景雷達成像系統搭載在地面上，用于接收參考射頻信號的參考天線指向北斗衛星；用于接收雷達射頻信號的雷達天線指向海洋區域；所述射頻組件包括低噪聲放大電路和帶通濾波器電路，所述模數轉換組件用于將所述射頻組件輸出的信號進行模數轉換，并輸出參考信號和雷達信號；通信組件，用于實現信號收集裝置和大尺度海域場景雷達成像系統之間的通信。

優選的，在步驟S2中，采用信號收集裝置按照預定的軌跡采集海面反射回來的信號按照如下方法進行：

S21，按照圖像分辨率計算沿軌跡多普勒頻率；

S22，按照所述沿軌跡多普勒頻率設計飛行速度，飛行高度和飛行距離；

S23，按照成像區域的地理坐標，根據飛行距離，確定飛行起始點和結束點；

S24，飛機起飛，信號收集裝置開始接收海面反射回來的信號。

優選的，在步驟S3中，按照如下方法進行初始信號重構：

S31，產生一個頻率和北斗衛星信號相同的正弦信號，將所述參考信號和所述雷達信號分別和所述正弦信號混頻，進而獲得參考基帶信號和雷達基帶信號；