[發明專利]一種適用于任意子孔徑長度的PFA成像方法

有效

• 申請號: 202110377308.8
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN112946649B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 武俊杰;宋月;海宇;毛馨玉;繆宇軒;李中余;楊建宇
• 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
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 王偉

本發明公開了一種適用于任意子孔徑長度的PFA成像方法，具體在回波錄取的過程中，將多個脈沖重復時間收集的回波定義為一個子孔徑回波，根據子孔徑的距離歷史與系統參數，構建參考函數，在距離頻域對每一個子孔徑回波進行二維匹配濾波，得到粗聚焦后的子孔徑圖像；然后由每一個子孔徑的波數得到全孔徑波數，逐個子孔徑完成波數映射；最后對成像結果使用PGA估計運動誤差，完成運動誤差補償，得到最終的成像結果。在相鄰兩幀圖像中，只需對新錄入的子孔徑回波進行匹配濾波，然后全孔徑映射即可成像。本發明的方法具有成像效率高、適用性強、數據存儲簡單和運算處理復雜度低等優點。

技術領域

本發明屬于合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar,SAR)成像技術領域，具體涉及適用于任意子孔徑長度的PFA高效成像方法。

背景技術

合成孔徑雷達具有全天時、全天候的工作特點，在在環境監測、災害監測、海洋觀測、資源勘察、精細農業、地質測繪等方面有著廣泛的應用。

隨著運載平臺應用的多樣化，SAR從航天器、飛機等大型運載平臺發展到了無人機、汽車等新型平臺。在智能駕駛與自動監測等應用中，對成像效率的要求越來越高，也需要實現持續成像等功能。而傳統的成像方法如BPA、RDA等都是全孔徑回波數據進行一致處理或補償后再成像，對于持續成像而言，在數據應用上存在很大的冗余。因此為適應新的應用場景，需要對傳統的算法進行改進。

為提升數據的利用率，提高成像的效率，文獻“Modified Range-DopplerAlgorithm for High Squint SAR Echo Processing,in IEEE Geoscience and RemoteSensing Letters,vol.16,no.3,pp.422-426,March 2019,doi:10.1109/LGRS.2018.2873680”提出了一種改進的RD方法，基本思想是在距離頻域進行一致的補償，然后在距離壓縮后再對剩余的相位進行補償，最后進行方位壓縮成像。但該方法在補償時未考慮參考點外的剩余相位誤差且每一幀圖像需要對全孔徑數據進行操作，存在成像精度差與成像效率低等問題；文獻“Spectrum-Oriented FFBP Algorithm in Quasi-PolarGrid for SAR Imaging on Maneuvering Platform,in IEEE Geoscience and RemoteSensing Letters,vol.14,no.5,pp.724-728,May 2017,doi:10.1109/LGRS.2017.2676118.”采用子孔徑的方法，子孔徑內采用BP進行成像，子孔徑間使用插值進行孔徑融合，最終得到高分辨圖像，但該方法需要多級的孔徑融合與插值，成像的精度與速度不可兼得。

發明內容

針對現有技術存在的上述問題，本發明提出了一種適用于任意子孔徑長度的PFA成像方法。

本發明的技術方案為：一種適用于任意子孔徑長度的PFA成像方法，具體包括如下步驟：

S1.系統參數初始化，所述參數包括：發射信號時寬、帶寬、系統采樣率、發射信號載頻、脈沖重復頻率、方位向照射時間；

S2.回波錄取，對每個子孔徑的回波進行錄取并解調到基帶，得到子孔徑回波信號為：s_sub(τ,η；x,y；i)，其中，τ為快時間變量，η為慢時間變量，i為子孔徑編號，x,y分別為目標在成像坐標系中的二維坐標；

S3.子孔徑粗成像，具體過程如下：

S31.對步驟S2得到的子孔徑回波進行距離向傅里葉變換，即S_sub(f_τ,η；x,y；i)＝FFT_ran{s_sub(τ,η；x,y；i)}，其中，FFT_ran表示距離向快速傅里葉變換運算，f_τ為快時間頻率；