[發(fā)明專利]一種大前斜視SAR空變運(yùn)動誤差補(bǔ)償方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110303415.6
• 申請日: 2021-03-22
• 公開（公告）號: CN112946648B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡虹;劉仍莉;鐘雪蓮;竺紅偉;梁之勇;俞詠江;劉靜寒;李文持;鄧海濤;陳仁元
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01S7/40
• 代理公司: 合肥金安專利事務(wù)所(普通合伙企業(yè)) 34114
• 代理人: 吳娜

1.一種大前斜視SAR空變運(yùn)動誤差補(bǔ)償方法，其特征在于：該方法包括下列順序的步驟：

(1)建立運(yùn)動誤差補(bǔ)償模型：將傳統(tǒng)運(yùn)動誤差補(bǔ)償模型在航跡坐標(biāo)系下的運(yùn)動誤差進(jìn)行三維分解，變換到成像斜平面內(nèi)建立新的用于實(shí)現(xiàn)運(yùn)動誤差的空間差異化補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)動誤差補(bǔ)償模型；

(1a)建立航跡坐標(biāo)系o-xyz：在孔徑起始時刻天線所在的位置為A，孔徑結(jié)束時刻天線所在的位置為B,弧線AB為實(shí)際運(yùn)動軌跡,選取天線在孔徑起始位置到結(jié)束位置的直線AB為理想運(yùn)動軌跡，將理想運(yùn)動軌跡孔徑中心時刻天線所在位置設(shè)為N，以N點(diǎn)在地面上的投影o為原點(diǎn)，oy指向AB在地面投影方向，ox垂直于oy，建立航跡坐標(biāo)系o-xyz；

(1b)建立成像斜平面坐標(biāo)系N-XY：在由速度矢量與波束矢量構(gòu)成的平面內(nèi)，以孔徑中心N為原點(diǎn)，以速度法向?yàn)镹X方向，以速度方向?yàn)镹Y方向，建立N-XY坐標(biāo)系；

(1c)通過坐標(biāo)變換將慣導(dǎo)坐標(biāo)系o-xInsyInszIns內(nèi)的慣導(dǎo)參數(shù)變換到成像斜平面坐標(biāo)系N-XY內(nèi)，沿波束徑向進(jìn)行運(yùn)動誤差提取與運(yùn)動誤差補(bǔ)償，在各孔徑時刻將實(shí)際運(yùn)動軌跡弧線AB上的天線位置沿波束徑向補(bǔ)償?shù)嚼硐脒\(yùn)動軌跡直線AB上；在N-XY平面內(nèi)，波束中心目標(biāo)點(diǎn)為P，與目標(biāo)點(diǎn)P在同一方位不同距離的目標(biāo)點(diǎn)為Q，與目標(biāo)點(diǎn)P在同一距離不同方位的目標(biāo)點(diǎn)為S，坐標(biāo)原點(diǎn)N為孔徑中心時刻天線理想位置，NP為波束徑向方向，M點(diǎn)為N點(diǎn)沿波束徑向?qū)?yīng)的天線實(shí)際位置；將運(yùn)動誤差沿波束徑向補(bǔ)償?shù)嚼硐牒桔E，對位于同一方位不同距離的目標(biāo)點(diǎn)P和目標(biāo)點(diǎn)Q，運(yùn)動誤差均為長度MN；對位于同一距離不同方位的目標(biāo)點(diǎn)P和目標(biāo)點(diǎn)S，運(yùn)動誤差空變也較小；

(2)進(jìn)行運(yùn)動誤差獲取：建立步驟(1)的成像斜平面內(nèi)的運(yùn)動誤差補(bǔ)償模型后，通過對慣導(dǎo)位置誤差進(jìn)行空間三維分解，并經(jīng)幾何重構(gòu)后對成像斜平面內(nèi)的運(yùn)動誤差參數(shù)進(jìn)行提取；

(2a)從回波數(shù)據(jù)中對慣導(dǎo)位置和慣導(dǎo)速度進(jìn)行解析；

(2b)對慣導(dǎo)速度進(jìn)行擬合與積分得到慣導(dǎo)位置信息，此時慣導(dǎo)位置所在坐標(biāo)系為o-x_Insy_Insz_Ins；

(2c)在o-x_Insy_Insz_Ins坐標(biāo)系下，將o-x_Insy_Ins繞oz_Ins軸以航跡角α坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)到o-xy，此時三維空間坐標(biāo)系變?yōu)閛-xyz，并可得到沿ox方向的側(cè)向位置誤差分量delta_x；

(2d)在o-xyz坐標(biāo)系下，將o-yz繞x軸以速度傾角余角β坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)到o-y_vz_v，其中oy_v與速度方向即NY方向平行，此時三維空間坐標(biāo)系變?yōu)閛-x_vy_vz_v，并得到沿oz_v方向的天向位置誤差分量delta_z_v；

(2e)在o-x_vy_vz_v坐標(biāo)系下，沿oy_v方向通過均勻插值提取速度方向位置誤差分量delta_y_v；

(2f)將o-x_vy_vz_v坐標(biāo)系平移至中間轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系o’-x’y’z’，此時由幾何關(guān)系可知NX與o’-x’z’在同一平面內(nèi)，且NY與o’y’平行；

(2g)對側(cè)向位置誤差分量delta_x和天向位置誤差分量delta_z_v進(jìn)行合成，得到成像斜平面內(nèi)速度法向位置誤差分量delta_X，同時成像斜平面內(nèi)速度方向位置誤差分量delta_Y即為delta_y_v；

(2h)在得到成像斜平面內(nèi)速度及其法向的運(yùn)動誤差分量delta_Y和delta_X后，通過斜視角投影到波束徑向誤差delta_beam用于后續(xù)運(yùn)動補(bǔ)償?shù)膶?shí)現(xiàn)；

(3)進(jìn)行運(yùn)動誤差補(bǔ)償：將步驟(2)提取的運(yùn)動誤差參數(shù)用于成像斜平面內(nèi)運(yùn)動誤差補(bǔ)償，補(bǔ)償過程包括SAR成像距離走動校正過程的波束徑向等效位置補(bǔ)償、方位采樣時間重構(gòu)，以及距離彎曲校正過程的結(jié)合Keystone插值變換的波束切向均勻重采樣處理。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大前斜視SAR空變運(yùn)動誤差補(bǔ)償方法，其特征在于：所述步驟(3)具體包括以下步驟：

(3a)在SAR成像距離走動校正過程進(jìn)行波束徑向誤差delta_beam的等效位置補(bǔ)償，完成等效位置補(bǔ)償后，回波方位向即波束切向變?yōu)榉蔷鶆虿蓸樱?/p>

(3b)對方位采樣時間根據(jù)空間均勻采樣進(jìn)行重構(gòu)；

(3c)通過Keystone變換同步實(shí)現(xiàn)距離彎曲校正和方位均勻重采樣，此時完成成像斜平面的運(yùn)動誤差補(bǔ)償；在完成運(yùn)動誤差補(bǔ)償后，對回波數(shù)據(jù)進(jìn)行方位壓縮和斜地幾何校正后進(jìn)行SAR圖像顯示。