[發(fā)明專利]一種圖像域方位向多通道SAR誤差校正方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111543003.6
• 申請(qǐng)日: 2021-12-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113933804B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧云凱;蔡永華;張衡;王宇;吳羽綸
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院
• 主分類號(hào): G01S7/40
• 分類號(hào): G01S7/40;G01S13/90
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 金怡

本發(fā)明公開(kāi)了一種圖像域方位向多通道SAR誤差校正方法，包括：步驟1、接收多個(gè)通道的回波信號(hào)，所述的回波信號(hào)以第一脈沖重復(fù)頻率采樣；步驟2、對(duì)所述接收到的多個(gè)通道的回波信號(hào)進(jìn)行幅度誤差估計(jì)與校正；步驟3、基于方位互相關(guān)法進(jìn)行相位誤差初步預(yù)估；步驟4、將第一脈沖重復(fù)頻率采樣的多通道信號(hào)重構(gòu)為第二脈沖重復(fù)頻率的多通道信號(hào)，第二脈沖重復(fù)頻率高于第一脈沖重復(fù)頻率；步驟5、使用CS算法將第二脈沖重復(fù)頻率的多通道信號(hào)成像為多幅模糊的SAR圖像；步驟6、在圖像域建立最小L¹范數(shù)最優(yōu)化模型，以預(yù)估相位為初值迭代得到精確的相位誤差；步驟7、對(duì)圖像進(jìn)行相位誤差校正后求和所有I幅圖像；步驟8、得到無(wú)虛假目標(biāo)的成像結(jié)果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種方位向多通道合成孔徑雷達(dá)（SyntheticAperture Radar, SAR）通道間幅度與相位誤差校正算法。

背景技術(shù)

合成孔徑雷達(dá)（Synthetic Aperture Radar, SAR）自20世紀(jì)50年代后期誕生以來(lái)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)60年的發(fā)展，已經(jīng)成為高分辨率對(duì)地觀測(cè)和全球管理的重要手段之一。合成孔徑雷達(dá)作為一種工作在微波頻段的主動(dòng)式遙感器，相較與光學(xué)傳感器而言，具有不受日照和天氣條件限制，能夠全天候、全天時(shí)、全方位對(duì)地觀測(cè)的特點(diǎn)，因而在現(xiàn)代微波遙感領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。為了進(jìn)一步縮小全球觀測(cè)周期和對(duì)變化較快的大規(guī)模地表現(xiàn)象進(jìn)行監(jiān)測(cè)，更高分辨率與更寬測(cè)繪刈幅成為各種微波遙感領(lǐng)域不斷突破的方向。方位多通道SAR以空間采樣換取時(shí)間采樣，繞開(kāi)了單通道SAR的分辨率與幅寬的固有矛盾，目前已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)高分辨率寬幅SAR成像的重要體制之一。

方位向多通道SAR系統(tǒng)將整個(gè)天線劃分為多個(gè)子孔徑，并采用單通道發(fā)射、多通道接收的工作模式，以低脈沖重復(fù)頻率（Pulse Repetition Frequency, PRF）情況下的不同子孔徑位置處的空間采樣等效高PRF情況下的時(shí)間采樣，在保證方位向分辨率的同時(shí)延長(zhǎng)信號(hào)接收窗長(zhǎng)度，進(jìn)而增加距離向測(cè)繪帶寬。通道間幅度與相位誤差校正和多通道信號(hào)重構(gòu)是方位多通道SAR信號(hào)處理中的兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)。多通道信號(hào)重構(gòu)旨在對(duì)空間非均勻低PRF采樣信號(hào)等效為單通道均勻高PRF信號(hào)。更重要的是，通道間的幅度與相位誤差需要校正一致，以避免SAR圖像中出現(xiàn)干擾圖像判斷和目標(biāo)識(shí)別的虛假目標(biāo)。

目前發(fā)展的通道相位誤差校正方法中，以信號(hào)子空間方法及其衍生方法為主，然而在低信噪比情況下，信號(hào)子空間與噪聲子空間將難以分開(kāi)，因此其校正性能將受到較大影響。此外信號(hào)子空間類方法需要額外的冗余通道，也限制了其應(yīng)用的場(chǎng)景。在圖像域建立最小L¹范數(shù)優(yōu)化模型，運(yùn)用聚焦后的高信噪比SAR圖像進(jìn)行迭代求解，是精確估計(jì)通道間相位誤差的一種可靠方案。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種基于圖像域最小L¹范數(shù)的方位多通道SAR誤差校正方法，能夠精確地校正通道間的幅度與相位誤差，消除SAR圖像方位向虛假目標(biāo)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種圖像域方位向多通道SAR誤差校正方法，該方法包括：

步驟1、接收多個(gè)通道的回波信號(hào)，所述的回波信號(hào)以第一脈沖重復(fù)頻率采樣；

步驟2、對(duì)所述接收到的多個(gè)通道的回波信號(hào)進(jìn)行幅度誤差估計(jì)與校正；

步驟3、基于方位互相關(guān)法進(jìn)行相位誤差初步預(yù)估；

步驟4、將第一脈沖重復(fù)頻率采樣的多通道信號(hào)重構(gòu)為第二脈沖重復(fù)頻率的多通道信號(hào)，第二脈沖重復(fù)頻率高于第一脈沖重復(fù)頻率；

步驟5、使用CS算法將第二脈沖重復(fù)頻率的多通道信號(hào)成像為多幅模糊SAR圖像；