[發(fā)明專利]基于載機(jī)航跡偏差估計的無人機(jī)載SAR自聚焦方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011222815.6
• 申請日: 2020-11-05
• 公開（公告）號: CN112578380B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁澤剛;龍騰;王巖;李凌豪;趙祎昆
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 代麗

1.一種基于載機(jī)航跡偏差估計的無人機(jī)載SAR自聚焦方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，對無人機(jī)載SAR斜距誤差的空不變部分的運(yùn)動誤差進(jìn)行估計并補(bǔ)償；

步驟2，分割方位向子孔徑，在各方位向子孔徑內(nèi)分別進(jìn)行方位去斜和方位快速傅里葉變換，獲得各方位向子孔徑的粗聚焦圖像；

步驟3，針對各方位向子孔徑粗聚焦圖像，獲取方位向子孔徑粗聚焦圖像的信雜比最高的Q個孤立強(qiáng)散射點的坐標(biāo)信息；利用當(dāng)前航跡信息和強(qiáng)散射點的坐標(biāo)信息，得到強(qiáng)散射點的瞬時斜視角和瞬時擦地角；

步驟4，針對各方位子孔徑，基于步驟3獲得的強(qiáng)散射點的瞬時斜視角和瞬時擦地角進(jìn)行三維航跡偏差解算，獲得方位子孔徑航跡偏差粗估計結(jié)果；對方位子孔徑航跡偏差粗估計結(jié)果進(jìn)行融合，獲得全孔徑航跡偏差粗估計結(jié)果；基于所述全孔徑航跡偏差粗估計結(jié)果對無人機(jī)載SAR的航跡進(jìn)行粗補(bǔ)償；

步驟5，分割方位向子孔徑，分別利用粗補(bǔ)償后的無人機(jī)載SAR的航跡進(jìn)行后向投影成像，獲得粗補(bǔ)償后的子孔徑圖像；針對各粗補(bǔ)償后的子孔徑圖像，選取信雜比最高的K個孤立強(qiáng)散射點，針對各強(qiáng)散射點，采用對比度最優(yōu)策略進(jìn)行強(qiáng)散射點的局部殘余相位誤差估計，獲得局部相位誤差精估計結(jié)果；

步驟6，基于局部相位誤差精估計結(jié)果，解算三維航跡偏差，獲得方位子孔徑航跡偏差精估計結(jié)果；對方位子孔徑航跡偏差精估計結(jié)果進(jìn)行融合，獲得全孔徑航跡偏差精估計結(jié)果；基于所述全孔徑航跡偏差精估計結(jié)果對無人機(jī)載SAR的航跡進(jìn)行精補(bǔ)償；

步驟7，利用精補(bǔ)償后的無人機(jī)載SAR的航跡進(jìn)行后向投影，獲得無人機(jī)載SAR成像結(jié)果。

2.如權(quán)利要求1所述的基于載機(jī)航跡偏差估計的無人機(jī)載SAR自聚焦方法，其特征在于，所述步驟1中，所述空不變部分的運(yùn)動誤差采用加權(quán)相位梯度自聚焦算法或子孔徑偏移算法估計獲得。

3.如權(quán)利要求1或2所述的基于載機(jī)航跡偏差估計的無人機(jī)載SAR自聚焦方法，其特征在于，空不變運(yùn)動誤差補(bǔ)償時，在距離頻域、方位時域乘以以下函數(shù)：

其中，f_c為載頻，f_r為基帶回波信號距離頻率，c為光速，ΔR₀(t_a；R_c,X_c)為空不變運(yùn)動誤差。

4.如權(quán)利要求1所述的基于載機(jī)航跡偏差估計的無人機(jī)載SAR自聚焦方法，其特征在于，所述步驟3中，對所述強(qiáng)散射點進(jìn)行基于局部的相位梯度自聚焦算法處理，獲得強(qiáng)散射點的局部相位誤差、相位梯度的方差以及坐標(biāo)信息。

5.如權(quán)利要求1所述的基于載機(jī)航跡偏差估計的無人機(jī)載SAR自聚焦方法，其特征在于，采用加權(quán)最小二乘算法對三維航跡偏差進(jìn)行解算。