[發(fā)明專利]一種穩(wěn)健高效的分解投影自動聚焦方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010143982.5
• 申請日: 2020-03-04
• 公開（公告）號: CN111537999B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發(fā)明（設計）人: 沈龍;王家豪;裴凌;馬儀;周仿榮;馬御棠;張旭東
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理有限公司 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

1.一種穩(wěn)健高效的分解投影自動聚焦方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取整個合成孔徑時間內的原始數(shù)據(jù)，將原始數(shù)據(jù)分成N個子孔徑數(shù)據(jù)；

對每一個子孔徑數(shù)據(jù)進行聚焦成像處理，得到第一子圖像；

在地面虛擬極坐標系中對第一子圖像進行配準，得到配準圖像數(shù)據(jù)；

采用快速坐標下降法對配準圖像數(shù)據(jù)進行誤差校正和子圖像融合，得到第二子圖像數(shù)據(jù)；

判斷第二子圖像數(shù)據(jù)是否為唯一一幅子圖像，若是，則將該子圖像作為聚焦成像結果輸出；若否，則繼續(xù)執(zhí)行對第一子圖像進行配準的步驟；

其中，所述采用快速坐標下降法對配準圖像數(shù)據(jù)進行誤差校正和子圖像融合，得到第二子圖像數(shù)據(jù)的步驟包括：

獲取配準后的第i級圖像數(shù)據(jù)；

構建子圖像下標取值序列：m＝[1,3,5,…,N-1],序列中共有N/2個元素；

將第M_j幅子圖像與M_j+1幅子圖像利用坐標下降法算法進行相位誤差矯正，生成第j幅的第i+1級子圖像，并通過圖像融合技術生成第i+1級子圖像中第M_j+1/2幅數(shù)據(jù)作為第二子圖像數(shù)據(jù)；

所述快速坐標下降法包括：

將離散形式的圖像中引入最佳相位校正因子，得到：

其中表示離散形式的聚焦成像結果，Σg表示求和操作，表示第n幅存在相位誤差的子圖像，e表示自然對數(shù)，j表示虛數(shù)單位，表示估計的第n幅子圖像的誤差相位，表示第n₀幅存在相位誤差的子圖像，表示第n₀幅子圖像的誤差相位；

計算第i幅子圖像的清晰度：

其中Υ_i，表示第i幅子圖像的清晰度，表示第i幅相位誤差校正的子圖像，表示取實部操作，*表示取共軛操作；

構建快速坐標下降算法適用條件：

其中表示第m個聚焦后的子圖像。

2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述將原始數(shù)據(jù)分成N個子孔徑數(shù)據(jù)包括：

根據(jù)快速分解反投影算法將整個合成孔徑以2為基數(shù)劃分成N個較短的子孔徑，每個子孔徑包含一個子孔徑數(shù)據(jù)；其中，所述子孔徑的長度為1。

3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，在將原始數(shù)據(jù)分成N個子孔徑數(shù)據(jù)之后，所述方法還包括：

對每個子孔徑數(shù)據(jù)進行距離壓縮處理；

將經距離壓縮處理后的每個子孔徑數(shù)據(jù)投影至以子孔徑中心為原點的子孔徑虛擬極坐標下。

4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，所述聚焦成像處理采用改進PGA算法；所述對每一個子孔徑數(shù)據(jù)進行聚焦成像處理，得到第一子圖像的步驟包括：

將每個子孔徑虛擬極坐標下的子孔徑數(shù)據(jù)投影到地面虛擬極坐標系下；

采用PGA算法對每個子孔徑數(shù)據(jù)在地面虛擬極坐標下進行聚焦成像。

5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，所述改進PGA算法的確定步驟包括：

構建子孔徑虛擬極坐標下的雷達與目標斜距方程：

其中，R表示雷達與目標P之間的斜距，r_p為目標P在子孔徑虛擬極坐標系下的極徑，Ω_p表示目標P在子孔徑虛擬極坐標系下的射影矢量，表示開平方操作，·²表示取平方操作，v表示雷達平臺運動速度，t表示方位向時間；

確定地面虛擬極坐標下子孔徑聚焦成像公式：

k′_Ω＝4π(Ω′-Ω′_p)/λ；

其中，I表示聚焦后子影像，r'是地面虛擬極坐標系下的極徑，k'_Ω是波數(shù)，Sinc(g)取辛格函數(shù)操作，exp(g)是取指數(shù)操作，j是虛數(shù)單位，r_p是子孔徑虛擬極坐標系下目標P的極徑，cos(g)是取余弦操作，θ是子孔徑虛擬極坐標下的極角，λ是雷達工作波長，r'地面虛擬極坐標系下的極徑，tan(g)是取正切操作，θ_p是目標P在子孔徑虛擬極坐標下的極角，Ω'是地面虛擬極坐標系下的射影矢量，Ω′_p是目標點P在地面虛擬極坐標系下的射影矢量。