[發明專利]一種逆合成孔徑激光雷達成像振動相位誤差估計裝置與方法

有效

• 申請號: 202010555827.4
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111693995B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發明（設計）人: 李建;魏凱;徐晨;付瀚初;晉凱;江長春;李敏;張雨東
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01S7/41
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種逆合成孔徑激光雷達成像振動相位誤差估計裝置，該裝置包括激光器系統(1)，多通道信號接收系統(6)，多通道數據采集系統(7)，數據處理系統(8)，信號發射器(5)，分束器(2)和探測器(9)，其特征在于：多通道信號接收系統(6)為V型排布的多通道信號接收系統，V型排布的多通道信號接收系統內，信號接收器組成的兩條基線非正交，各個接收器的間距通過優化設計得到，通過該排布方式接收的數據對振動相位誤差估計的有效性更高，激光器系統產生用于目標探測的線性調頻信號，其中一部分作為本振信號和參考信號，另一部分用于目標探測，本振信號和回波信號混頻得到包含目標信息的中頻信號，參考信號用于發射信號非線性誤差補償，V型排布的多通道信號接收系統內共有2M+1個信號接收器，組成兩條基線，兩條基線所成角度不定，可以是銳角，直角或鈍角，每條基線上安裝有M個信號接收器，通過優化可以計算得到每兩個信號接收器排布間隔的最佳值，數據處理系統根據多通道信號接收系統和多通道數據采集系統接收采集到的數據s_i(t)對振動相位誤差進行估計并成像，其中i＝0，1，2……M，M+1，……2M。

2.根據權利要求1所述的一種逆合成孔徑激光雷達成像振動相位誤差估計裝置，其V型結構基線的夾角為銳角，或直角等任意角度的結構形式。

3.根據權利要求1所述的一種逆合成孔徑激光雷達成像振動相位誤差估計裝置，所述激光器系統(1)產生用于目標探測的線性調頻信號，在分束器(2)處按比例分為兩路，其中一路作為探測信號用于目標探測，另一路作為本振信號和參考信號。

4.根據權利要求1所述的一種逆合成孔徑激光雷達成像振動相位誤差估計裝置，所述探測器(9)為多通道探測器，具體探測路數為信號接收器個數加本振信號路數加參考信號路數。

5.一種振動相位誤差估計的成像方法，其特征在于，包括：

步驟1：利用參考信號對回波數據做非線性補償；

步驟2：對非線性補償后的數據做平動補償和轉動補償；

步驟3：對補償后數據進行距離向壓縮處理；

步驟4：步驟3處理得到2M+1組數據，其中每一基線上同一序號天線與中心天線信號干涉，提取得到M個基線方向包含振動相位誤差梯度的干涉相位；

步驟5：根據回波數據利用調頻率定標方法估計目標運動速度；

步驟6：根據干涉相位，由幾何關系和估計得到的目標運動速度計算得到振動相位誤差梯度；

步驟7：將相位誤差梯度在時間方向積分，得到某兩組信號之間的振動相位誤差；

步驟8：將振動相位誤差值基線方向在空間上進行平均，得到運動目標在慢時間內的估計振動相位誤差；

步驟9：根據估計得到的振動相位誤差對接收原始數據做出補償；

步驟10：對補償后的回波數據進行方位向壓縮，得到目標圖像。