[發明專利]一種基于壓縮感知的可變脈沖重復間隔SAR成像方法

有效

• 申請號: 202011016222.4
• 申請日: 2020-09-24
• 公開（公告）號: CN112130150B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 劉喆;廖杏杏;王迪;武俊杰
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01S7/41;G01S7/285;G01S7/292
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 王偉

本發明公開一種基于壓縮感知的可變脈沖重復間隔SAR成像方法，應用于雷達技術領域，針對現有低過采樣Staggered SAR成像算法受限于脈沖重復間隔(Pulse Repetition Interval,PRI)慢變化模式和面目標頻譜不稀疏而無法進行高精度成像的問題，本發明將距離徙動(Range Cell Migration,RCM)、非均勻采樣和回波阻塞丟失分別用三維張量、二維矩陣和哈達瑪(Hadamard)積的矩陣乘法嵌入一個優化問題，通過求解該優化問題重建出無方位模糊的圖像，采用本發明的方法重構的成像性能不受低過采樣率、PRI慢變換模式和目標類型的影響。

技術領域

本發明屬于雷達技術領域，特別涉及一種SAR成像技術。

背景技術

合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar，SAR)作用距離長、覆蓋范圍廣，具備全天時、全天候的對地觀測能力，然而傳統SAR無法實現高精度、寬測繪帶成像。為了解決這一問題，研究者提出采用可變脈沖重復間隔(Pulse Repetition Interval，PRI)的SAR體制——Staggered SAR。

目前已公開發表的文獻中，Staggered SAR從方位向過采樣率大小可以分為高過采樣率(2.9～3.5)、低過采樣率(1.1～1.5)兩種類型。高過采樣Staggered SAR成像有代表性的方法主要有最優線性無偏(Best linear unbiased,BLU)(參考文獻1：M.Villano,etal.“Staggered SAR:High resolution wide-swath imaging by continuous PRIvariation,”IEEE Trans.Geosci.Remote Sens.,vol.52,no.7,pp.4462–4479,Jul.2014)和多通道重建方法(參考文獻2：X.Luo,et al.“Modification of multichannelreconstruction algorithm on the SAR with linear variation of PRI,”IEEEJ.Sel.Topics Appl.Earth Observ.Remote Sens.,vol.7,no.7,pp.3050–3059,Jul.2014)。為了減小系統處理數據的負擔，近年來發表的論文主要研究方位向低過采樣Staggered SAR。低過采樣Staggered SAR成像有代表性的方法主要有基于加權最小二乘迭代自適應的丟失數據估計方法(Missing data iterative adaptive algorithm，MIAA)結合多通道重建(參考文獻3：Wang,Xiangyu,et al.SAR signal recovery andreconstruction in staggered mode with low oversampling factors.IEEEGeosci.Remote Sens.Lett.,15.5(2018):704-708)以及譜估計結合BLU(參考文獻4：Pinheiro,Muriel,et al.Analysis of Low-Oversampled Staggered SAR Data.IEEEJ.Sel.Topics Appl.Earth Observ.Remote Sens.,(2019))。但是上述兩種低過采樣Staggered SAR成像方法的性能受限于PRI變化模式和目標類型，不具備通用性。

發明內容

為了解決現有低過采樣Staggered SAR成像算法受限于PRI慢變化模式和面目標頻譜不稀疏而無法進行高精度成像的問題，本發明提出一種基于壓縮感知(CompressiveSensing,CS)的低過采樣SAR成像方法。

本發明采用的技術方案為：一種基于壓縮感知的低過采樣SAR成像方法，對于某個場景，記回波信號矩陣為D，距離壓縮后回波信號矩陣為S，理想場景后向散射系數為X；所述方法包括：

S1、對D進行距離壓縮，表達式為：

D_rc＝D_rf⊙H_r