[發(fā)明專利]一種高效全局直角坐標投影融合的改進FFBP成像方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010547467.3
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111736151B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發(fā)明（設計）人: 梁毅;劉國梁;梁宇杰;邢孟道
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01S7/41
• 代理公司: 西安睿通知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 包春菊

1.一種高效全局直角坐標投影融合的改進FFBP成像方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，利用合成孔徑雷達接收回波信號g(t,t_m)，對所述回波信號g(t,t_m)進行距離向匹配濾波，得距離壓縮后的信號s(t,t_m)；其中，t為快時間，t_m為方位慢時間；

步驟2，以合成孔徑中心為原點建立全局直角坐標系，確定全局直角坐標系下各雷達位置坐標以及成像區(qū)域像素點坐標，并將距離壓縮后全孔徑數(shù)據(jù)均勻劃分成N個子孔徑數(shù)據(jù)；其中，每個子孔徑數(shù)據(jù)的長度為l；

步驟3，在成像區(qū)域構建全局直角坐標投影網(wǎng)格，將每個子孔徑數(shù)據(jù)在所述全局直角坐標投影網(wǎng)格上進行后向投影，得到每個子孔徑數(shù)據(jù)對應的全局直角坐標下的子孔徑成像結果；

步驟3包含以下子步驟：

子步驟3.1，以場景中心為基準，根據(jù)方位和距離網(wǎng)格采樣要求分別沿垂直視線方向與視線方向進行網(wǎng)格劃分，完成全局直角坐標投影網(wǎng)格的構建；

子步驟3.2，以子孔徑中心為參考點，則子孔徑重建網(wǎng)格點W的投影I(x_W,y_W)的公式為：

其中，R_W為脈沖p_n對應雷達位置與網(wǎng)格點W之間的距離，x_n,c為子孔徑l_n中心，R_c為子孔徑中心到圖像網(wǎng)格點W的距離，為子孔徑后向投影時各脈沖對應的雷達位置；

執(zhí)行后向投影時，首先計算雷達脈沖p_n對應的雷達位置與網(wǎng)格點W之間的距離R_W，然后根據(jù)R_W反向查找距離壓縮后的信號s(t,t_m)對網(wǎng)格點的貢獻，再結合當前子孔徑中心到圖像網(wǎng)格點W的距離R_c進行相位補償?shù)玫揭淮瓮队敖Y果；對所有脈沖執(zhí)行后向投影操作，并將所有脈沖投影結果相干相加即得到子孔徑成像結果；

步驟4，在全局直角坐標投影網(wǎng)格下，對所述子孔徑成像結果進行遞歸融合，得全孔徑的高分辨率圖像；

步驟4中，所述遞歸融合的公式為：

其中，

g＝2,…,G；G＝log_mN+1

k＝1,2,…,K；

其中，表示相干相加，g表示當前處于第幾融合階段，G為融合階段總數(shù)，m為融合因子，N為初始階段子孔徑數(shù)目，I_k^(g)為g階段的第k幅子圖，K為g階段的子圖總數(shù)，I_(m-1)k+1^(g-1),…,I_(m-1)k+m^(g-1)為g-1階段用于融合g階段第k幅子圖I_k^(g)的m幅子圖，R_c^(g,k)為g階段第k幅子圖對應孔徑中心到成像網(wǎng)格點的距離，R_c^{(g-1,(m-1)k+1)},…,R_c^{(g-1,(m-1)k+m)}為g-1階段用于融合I_k^(g)的m幅子圖對應子孔徑中心到成像網(wǎng)格點的距離，j為虛部單位，k_rc為距離波數(shù)中心。

2.根據(jù)權利要求1所述的高效全局直角坐標投影融合的改進FFBP成像方法，其特征在于，步驟1中，所述回波信號g(t,t_m)的表達式為：

其中，c為光速，j為虛部單位，T_p為發(fā)射脈沖時間寬度，γ為調頻率，f_c為中心頻率，R(t_m)為當前雷達位置到目標點T的距離，rect(·)為矩形窗函數(shù)。

3.根據(jù)權利要求2所述的高效全局直角坐標投影融合的改進FFBP成像方法，其特征在于，步驟1中，所述距離壓縮后的信號s(t,t_m)的表達式為：

其中，sinc(·)為辛格函數(shù)，B為發(fā)射LFM信號帶寬，k_rc為距離波數(shù)中心，