[發明專利]一種大前斜視SAR空變運動誤差補償方法

有效

• 申請號: 202110303415.6
• 申請日: 2021-03-22
• 公開（公告）號: CN112946648B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）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）人: 中國電子科技集團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: 合肥金安專利事務所(普通合伙企業) 34114
• 代理人: 吳娜

本發明涉及一種大前斜視SAR空變運動誤差補償方法，包括：將傳統運動誤差補償模型在航跡坐標系下的運動誤差進行三維分解，變換到成像斜平面內建立新的運動誤差補償模型；通過對慣導位置誤差進行空間三維分解，并經幾何重構后對成像斜平面內的運動誤差參數進行提取；進行運動誤差補償：包括SAR成像距離走動校正過程的波束徑向等效位置補償、方位采樣時間重構，以及距離彎曲校正過程的結合Keystone插值變換的波束切向均勻重采樣處理。本發明在成像斜平面內建立運動補償模型可以實現大前斜視SAR成像運動誤差的空間差異化補償，從而實現全波束范圍內目標精細聚焦；運動誤差的獲取基于慣導位置的空間三維分解與幾何重構，簡單易行。

技術領域

本發明涉及SAR雷達信號處理技術領域，尤其是一種大前斜視SAR空變運動誤差補償方法。

背景技術

合成孔徑雷達(Synthetic?Aperture?Radar，SAR)具有遠距離、高分辨、全天候等特點，在軍事偵察和民用地形測繪等領域有重要的作用。SAR成像在方位向有較高的分辨率是由于在方位維使用了合成孔徑的方法，該方法在成像時將SAR平臺的運動方式按照勻速直線運動進行處理。但在實際的飛行過程中，由于環境的影響，運動平臺通常無法保持勻速直線運動，這導致在進行方位壓縮時存在相位誤差，從而影響成像質量致使成像散焦，所以必須對該誤差進行補償。

常規正側視或小斜視角SAR平臺運動誤差空變較小，在獲取運動誤差后，通常只進行共性運動誤差補償，即以波束中心區為參照獲取運動誤差后，對波束范圍內所有目標進行補償，即可實現波束范圍內所有目標聚焦。而在大前斜視過載環境下SAR成像會有嚴重的空變性運動誤差，平臺沿波束徑向、切向和高度向的三維運動誤差亦嚴重耦合。傳統運動誤差補償法只能實現波束中心的聚焦，而在波束邊緣由于空變殘余誤差的存在會導致圖像散焦。因此有必要提出一種運動誤差的空間差異化補償技術，從而實現全波束范圍內目標精細聚焦。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠實現運動誤差的空間差異化補償的大前斜視SAR空變運動誤差補償方法。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：一種大前斜視SAR空變運動誤差補償方法，該方法包括下列順序的步驟：

(1)建立運動誤差補償模型：將傳統運動誤差補償模型在航跡坐標系下的運動誤差進行三維分解，變換到成像斜平面內建立新的用于實現運動誤差的空間差異化補償的運動誤差補償模型；

(2)進行運動誤差獲取：建立步驟(1)的成像斜平面內的運動誤差補償模型后，通過對慣導位置誤差進行空間三維分解，并經幾何重構后對成像斜平面內的運動誤差參數進行提取；

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

所述步驟(1)具體包括以下步驟：

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

(1b)建立成像斜平面坐標系N-XY：在由速度矢量與波束矢量構成的平面內，以孔徑中心N為原點，以速度法向為NX方向，以速度方向為NY方向，建立N-XY坐標系；