[發明專利]一種圓周聚束模式干涉SAR測高方法

有效

• 申請號: 202210263135.1
• 申請日: 2022-03-17
• 公開（公告）號: CN114609633B
• 公開（公告）日: 2023-09-01
• 發明（設計）人: 李晉;曹雨欣;徐浩典;余雷;閔銳;皮亦鳴;楊曉波;崔宗勇
• 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: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 孫一峰

本發明屬于雷達微波干涉測量技術領域，具體涉及一種圓周聚束模式干涉SAR測高方法。本發明利用合成孔徑雷達常用的線性調頻信號的回波信號進行分析，建立圓周聚束模式下干涉測高模型，根據空間立體幾何關系構建四面體模型，推導目標高程反演公式，公式除干涉相位外，其他參數均是由雷達參數決定的常數，不涉及復雜的計算操作，實現方式也較為簡單。

技術領域

本發明屬于干涉合成孔徑雷達微波測量領域，具體涉及一種圓周聚束模式干涉SAR測高方法。

背景技術

合成孔徑雷達(Synthetic?Aperture?Radar,SAR)是一種主動式微波遙感測量技術，作為一種高分辨率的二維成像系統，它發射寬脈沖的線性調頻信號，解決了距離向分辨率與作用距離之間的矛盾，利用真實孔徑的小天線相對于目標運動，等效于等間隔的天線陣元在空間上合成一個長的真實孔徑天線，從而獲得方位向高分辨率，隨著射頻器件水平及數字技術的不斷提升，SAR系統功能逐步完善。例如，干涉合成孔徑雷達(Interferometric?Synthetic?Aperture?Radar,InSAR)，在機載單軌測量模式下，它通過兩幅天線同時觀測獲取地面同一目標的復影像對，根據目標與兩天線位置的幾何關系和復圖像上產生的相位差信息可以提取地面目標地形的三維信息，將地形測繪由二維平面拓展到三維空間；視頻合成孔徑雷達(Video?Synthetic?Aperture?Radar,ViSAR)，通過對場景的持續觀測獲取目標場景的連續的圖像幀，使其能檢測目標場景的動態變化。為了將視頻SAR與干涉SAR技術相結合，必須考慮視頻SAR成像算法是在圓跡聚束模式下的，這與傳統的條帶模式的干涉SAR有所區別，目前還沒有成熟實用的針對圓周聚束模式干涉測高模型的建立。

發明內容

針對上述問題，本發明提出了一種圓周聚束模式干涉SAR測高方法，該方法的基本思路是假設雷達平臺在圓周聚束模式下沿著航跡軌道勻速飛行，先根據發射的線性調頻信號，計算其回波經過匹配濾波后的回波干涉相位，考慮載機按照圓跡軌跡飛行，主副天線與空間目標的位置不在一個平面，根據目標與雷達主副天線的空間幾何關系構建四面體模型，得到目標高度與主副天線與目標之間距離差的關系，進而得到目標高度與相位差的關系式，從而得到高程反演公式。

本發明的技術方案為：一種圓周聚束模式干涉SAR測高方法，用于機載雙天線視頻SAR干涉測量系統，包括以下步驟：

S1、計算回波相位，通常情況下，雷達平臺發射具有大時帶寬積的線性調頻信號，在接收到回波信號后，首先對回波數據做距離向的匹配濾波，得到處理后回波信號的相位；

S2、計算干涉相位和主副天線與目標之間距離差的關系，信號共軛相乘體現在相位計算上為相位相減得到相位差，主副天線與目標點的斜距不同，從而產生不同的相位，因此得到和主副天線與目標距離差有關的相位差；

S3、根據空間幾何關系，構建四面體模型，原點向上平移以目標高度為單位的點O′，主天線所在的位置點A₁，副天線所在的位置點A₂，目標點P，這四個點在空間組成四面體O′PA₁A₂，根據勾股定理與余弦定理計算目標高度和主副天線與目標之間距離差的關系；

S4、根據目標高度和主副天線與目標之間距離差的關系，主副天線與目標之間距離差和相位差的關系，消去主副天線與目標之間距離差的影響，得到目標高度與相位差的關系式，從而得到目標高程反演公式；

本發明的有益效果為，本方法提出了聚束模式的視頻SAR干涉測量模型及高程反演公式，并針對相關步驟給出了具體方法。

附圖說明

圖1圓周聚束模式干涉測高模型；

圖2空間三棱錐示意圖；

具體實施方式