[發明專利]適用于非理想天線方向圖的方位向多通道SAR模糊抑制方法

有效

• 申請號: 202010970580.2
• 申請日: 2020-09-15
• 公開（公告）號: CN112099007B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 劉鳴謙;張冰塵;徐仲秋;張嚴;吳一戎
• 申請（專利權）人: 中國科學院空天信息創新研究院
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 孫蕾

1.一種適用于非理想天線方向圖的方位向多通道SAR模糊抑制方法，其特征在于，包括以下步驟：

構建基于觀測矩陣的非理想天線方向圖方位向多通道SAR稀疏觀測模型；

根據方位向多通道SAR的成像幾何，構建主成像區和各模糊區的觀測矩陣；

利用主成像區和各模糊區之間的組稀疏特性，列出L_2，1正則化問題的求解公式；

構建方位向多通道SAR數據處理算子，包括多通道成像算子和多通道回波模擬算子；

利用多通道回波模擬算子代替觀測矩陣，構建基于多通道SAR數據處理算子的非理想天線方向圖方位向多通道SAR稀疏觀測模型以及L_2，1正則化求解公式；

利用稀疏重構方法進行圖像重構，輸出重構圖像，實現模糊抑制；

其中，所述利用主成像區和各模糊區之間的組稀疏特性，列出L_2，1正則化問題的求解公式的步驟中，通過求解L_2，1正則化問題，重構出場景的后向散射系數，如下式所示：

其中，λ₁和λ₂分別表示1-范數項||·||₁和2，1-范數項的正則化參數；2，1-范數項反映了組稀疏特性，將其定義為：

其中，所述構建方位向多通道SAR數據處理算子，包括多通道成像算子和多通道回波模擬算子，具體包括：

構造主成像區(i＝0)和各模糊區(i＝-2，-1，+1，+2)的多通道成像算子，如下式所示：

其中，Y_j表示第j個通道(j＝1，2)的二維回波數據矩陣；F_r和F_a表示距離向和方位向傅里葉變換；和為相應的距離向和方位向傅里葉逆變換；⊙表示哈達瑪乘積；和分別表示chirp scaling算法中的補余距離徙動校正相位矩陣、一致距離徙動校正和距離壓縮相位矩陣和方位向匹配濾波相位矩陣；f_τ表示距離向頻率；分別表示主成像區(i＝0)第j個接收通道的重構濾波器矩陣和各模糊區(i＝-2，-1，+1，+2)第j個接收通道的重構濾波器矩陣；f_a，i＝f_a+i·PRF分別表示主成像區(i＝0)和模糊區(i＝-2，-1，+1，+2)的方位向頻率，其中f_a表示主成像區的方位向頻率；

對上式描述的多通道成像算子取逆，即能得到多通道回波模擬算子；對于第j個通道，主成像區(i＝0)和各模糊區(i＝-2，-1，+1，+2)的多通道回波模擬算子的數學表達式為：

其中表示主成像區(i＝0)和各模糊區(i＝-2，-1，+1，+2)的二維后向散射系數矩陣；(·)^*表示取共軛轉置操作；

其中，所述利用多通道回波模擬算子代替觀測矩陣，構建基于多通道SAR數據處理算子的非理想天線方向圖方位向多通道SAR稀疏觀測模型以及L_2，1正則化求解公式分別如下式所示：

其中，表示多通道回波模擬算子，表示噪聲矩陣，X＝[X_-2，X_-1，X₀，X₊₁，X₊₂]。

2.根據權利要求1所述的方位向多通道SAR模糊抑制方法，其特征在于，當通道數N＝2時，模糊區分量由第一模糊區(i＝-1，+1)和第二模糊區(i＝-2，+2)組成，因此建立如下的基于觀測矩陣的非理想天線方向圖方位向多通道SAR稀疏觀測模型：

y＝[Φ_-2 Φ_-1 Φ₀ Φ₊₁ Φ₊₂][x_-2 x_-1 x₀ x₊₁ x₊₂]^T+n＝Φx+n；

其中表示主成像區的后向散射系數矢量；和表示第一模糊區的后向散射系數矢量；和表示第二模糊區的后向散射系數矢量；表示噪聲矢量；其由分別表示主成像區(i＝0)第j個接收通道的觀測矩陣和各模糊區(i≠0)第j個接收通道的觀測矩陣。