[發明專利]一種聯合多方位角調頻率估計的星載SAR三維成像方法

有效

• 申請號: 202010760110.3
• 申請日: 2020-07-31
• 公開（公告）號: CN112068132B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 李真芳;賀若珺;王志斌;周超偉;索志勇
• 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;G01S13/89
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 李園園

本發明公開了一種聯合多方位角調頻率估計的星載SAR三維成像方法，包括：將全孔徑數據分割成子孔徑序列；對子孔徑序列進行二維成像；從子孔徑圖像中選取參考子孔徑，將參考子孔徑進行分塊并統計各塊內的像素幅值，提取強散射點；以強散射點為中心，從每個子孔徑中取若干圖像塊，對每個圖像塊進行升采樣配準，計算相鄰子孔徑同一強散射點所在圖像塊的偏移量；根據偏移量采用預設高程誤差估計函數計算相鄰子孔徑的高程誤差，根據高程誤差修正強散射點的高程值并確定其三維坐標；獲取不同方位角下三維坐標并融合得到最終三維成像。本發明方法利用預設高程誤差估計函數估計高程誤差，提高了高程估計的精度，且利用多角度進行成像，提高了成像的分辨率。

技術領域

本發明屬于雷達成像技術領域，具體涉及一種聯合多方位角調頻率估計的星載SAR三維成像方法。

背景技術

層析合成孔徑雷達成像技術是現代雷達遙感測量中一項前沿技術。該成像技術的本質是在高程向上以不同的視角對同一場景或者地物進行多次觀測。單次觀測形成二維合成孔徑雷達圖像，多次觀測在高程向上形成合成孔徑，沿高程向進行聚焦實現高程向上散射體分辨，從而實現對目標的高分辨三維成像。

SAR層析成像技術已經彌補了三維重建中InSAR技術在高度向分辨能力低的不足，但多天線或多次航過的技術難度和成本較高。近年新提出的SAR多方位角觀測，可以獲取場景內豐富的目標特征信息，還具備三維重建的潛力，但要實現星載SAR系統的全方位角觀測，依然需要依靠多航過或多星配合才能完成。Ertin E等人所著的文獻(Ertin E,AustinC D,Mose R L,et al..GOTCHA experience report:three-dimensional SAR imagingwith complete circular apertures[J].Proceedings of SPIE–The InternationalSociety for Optical Engineering,2007:656820-656802-12.DOI：10.1117/12.723245.)和Knaell K所著的文獻(Knaell K.Three-dimensional SAR from curvilinearapertures[C].Proceedings of SPIE-International Society of OpticalEngineering,San Diego,USA,1995,2526:31-34.DOI：10.1109/NRC.1996.510684)中，通過將衛星彎曲軌道可等效為三維曲線陣列，使得單次航過觀測數據中依然能具備三維成像能力，但是該方法基于多航過SAR數據，且運算量大，不適用于實時處理。Duque S等(Duque S,Breit H,Balss U,et al..Absolute height estimation using a single TerraSAR-Xstaring spotlight acquisition[J].IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters,2015,12(8):1735-1739.DOI：10.1109/LGRS.2015.2422893.)提出了方位調頻率誤差與高程誤差的函數關系，提出了一種基于參數估計的高程提取方法，該方法運算量小，可以實現單一角度下SAR的三維成像。

但是，Duque S方法其信號模型建立在正側視幾何下，未考慮多角度觀測的斜視情況，導致成像精度不高。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種聯合多方位角調頻率估計的星載SAR三維成像方法。

本發明實施例提供了一種聯合多方位角調頻率估計的星載SAR三維成像方法，包括如下步驟：

步驟1、根據星載多方位角觀測SAR原始數據的孔徑長度確定分割子孔徑數，根據分割后所述子孔徑數將全孔徑數據分割成相同方位向點數的子孔徑數據序列其中，N_sub為分割后子孔徑數；

步驟2、對所述子孔徑序列進行二維成像得到子孔徑SAR圖像