[發明專利]一種機載圓跡SAR成像方法和裝置

在審

• 申請號: 202111487729.2
• 申請日: 2021-12-07
• 公開（公告）號: CN114185045A
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 徐志明;盧永革;李勝;姚京萍
• 申請（專利權）人: 北京環境特性研究所
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G06T5/00
• 代理公司: 北京格允知識產權代理有限公司 11609
• 代理人: 王文雅

1.一種機載圓跡合成孔徑雷達SAR成像方法，其特征在于，包括：

將原始的SAR數據變換到距離頻域，再進行解調頻處理，得到相位歷程數據；

通過二維重采樣將極坐標格式的所述相位歷程數據轉化為直角坐標格式；

對二維重采樣后的數據進行二維逆傅里葉變換，得到聚焦后的圖像；

對所述聚焦后的圖像進行幾何校正，獲取最終的圓跡SAR圖像。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述將原始的SAR數據變換到距離頻域，包括：

對所述原始的SAR數據做距離向傅里葉變換，并匹配濾波，得到的信號s(f_r，t_m)為：

其中，f_r為距離頻率，t_m為慢時間，rect(·)為矩形窗函數，B為發射信號帶寬，k_r＝4π(f_c+f_r)/c為波數，f_c為中心頻率，c為光速，為目標的瞬時斜距，v為天線速度，R_b為天線相位中心到場景中心的最短斜距，(x，y)為目標坐標。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述再進行解調頻處理，得到相位歷程數據，包括：

根據以下公式得到相位歷程數據s(f_r，t_m)：

其中，為天線相位中心到場景中心的瞬時斜距。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述二維重采樣包括距離重采樣和方位重采樣，所述距離重采樣將極坐標格式的所述相位歷程數據變換到Keystone網格，所述距離重采樣后的信號s(k_y，t_m)為：

其中，k_y為距離波數，θ_a為方位角，k_rc＝4πf_c/c為波數中心，Δk_r＝4πB/c為波數帶寬，ξ(g)為二階泰勒級數展開，o(g)為三階及以上高階項；

所述方位重采樣將Keystone網格的數據轉換為直角坐標格式，所述方位重采樣后的信號s(k_x，k_y)為：

其中，k_x為方位波數。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述對二維重采樣后的數據進行二維逆傅里葉變換，得到聚焦后的圖像，包括：

根據以下公式得到聚焦后的圖像I(x，y)為：

其中，Δk_x為方位波數帶寬。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述幾何校正包括畸變校正、斜視轉換和斜地轉換。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述畸變校正執行以下公式：

所述斜視轉換執行以下公式：

所述斜地轉換執行以下公式：

其中，(x′，.y′)為校正后的坐標，θ_sq為斜視角，β為波束俯仰角。

8.一種機載圓跡SAR成像裝置，其特征在于，包括：

相位歷程獲取單元，用于：將原始的SAR數據變換到距離頻域，再進行解調頻處理，得到相位歷程數據；

直角坐標轉化單元，用于：通過二維重采樣將極坐標格式的所述相位歷程數據轉化為直角坐標格式；

聚焦圖像生成單元，用于：對二維重采樣后的數據進行二維逆傅里葉變換，得到聚焦后的圖像；

校正單元，用于：對所述聚焦后的圖像進行幾何校正，獲取最終的圓跡SAR圖像。