[發(fā)明專利]群多基合成孔徑雷達快速分解投影成像方法

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• 申請日: 2022-05-19
• 公開（公告）號: CN114966684A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊建宇;方智豪;毛馨玉;王朝棟;李中余;武俊杰
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 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(fā)明公開了一種群多基合成孔徑雷達快速分解投影成像方法，首先將每個接收機接收到的回波解調(diào)到基帶；然后再把多基SAR中的每個收發(fā)對等效為單基SAR，對孔徑重疊部分的回波進行加權(quán)均衡；再對回波距離向進行脈沖壓縮；緊接著逐孔徑進行快速分解后向投影成像；然后對不同孔徑的粗分辨圖像進行分層融合，直到融合為一個完整孔徑；最后將斜距面成像結(jié)果投影到地面，得到成像結(jié)果。本發(fā)明的方法適用于多基SAR成像，克服了頻域成像算法對構(gòu)型的限制，同時兼顧了效率，可以實現(xiàn)重點區(qū)域的高效、高分辨成像。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于雷達成像技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一發(fā)多收模式下的多基合成孔徑雷達成像技術(shù)。

背景技術(shù)

合成孔徑雷達(SAR)利用雷達與目標(biāo)的相對運動把尺寸較小的真實天線孔徑用數(shù)據(jù)處理的方法合成一個較大的等效天線孔徑的雷達，可以穿透掩蓋的物體得到類似光學(xué)的照相的高分辨圖像，具有全天時、全天候、高分辨的特點。隨著SAR的發(fā)展，SAR被廣泛地應(yīng)用于水下目標(biāo)檢測、農(nóng)作物普查、地形測繪等領(lǐng)域。

多基SAR是利用多個搭載發(fā)射機或接收機的平臺在空間中運動來形成分布的虛擬天線從而成像，相比于單基SAR而言，可以從更多的視角觀測目標(biāo)區(qū)域，回波獲取的信息更加豐富，更容易發(fā)現(xiàn)隱身目標(biāo)。可以在短時間內(nèi)同時獲取分布的眾多單元小孔徑，并通過孔徑序接方式等效合成空間大孔徑，實現(xiàn)對重點區(qū)域高分辨成像。

其中，高效高精度成像是多基SAR技術(shù)的一個關(guān)鍵。文獻“A Fast BP AlgorithmWith Wavenumber Spectrum Fusion for High-Resolution Spotlight SAR Imaging[J].IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters,2014,11(9):1460-1464.”在波數(shù)域通過頻譜搬移和拼接實現(xiàn)SAR的快速成像，但是該方法僅能用于線性孔徑和單基模式下，無法擴展到雙基SAR上及多基SAR；文獻“The Mathematics of Computerized Tomography.NewYork,NY,USA:Wiley,1986”采用后向投影的方式對SAR進行成像，該方法適用于任意構(gòu)型，但是計算效率很低。目前對任意構(gòu)型下兼顧精度和效率的多基SAR成像技術(shù)的研究較少。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明提出了一種群多基合成孔徑雷達快速分解投影成像方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種群多基合成孔徑雷達快速分解投影成像方法，具體包括如下步驟：

S1.多基合成孔徑雷達參數(shù)初始化，所述參數(shù)包括：收發(fā)機數(shù)量、收發(fā)機運動參數(shù)、發(fā)射信號載頻、發(fā)射信號時寬、帶寬、系統(tǒng)采樣率、脈沖重復(fù)頻率；

S2.回波采集并解調(diào)，每個接收機對回波進行采集并從載頻解調(diào)到基帶，第i個接收機的回波信號為s_i(τ，η)，其中，τ為快時間變量，η為慢時間變量；

S3.回波均衡，通過單基等效，得到不同孔徑間的重疊情況，對孔徑重疊部分的回波進行均衡，均衡后，第i個接收機的回波信號為

S4.回波距離向進行脈沖壓縮，即：對回波在距離向上與參考信號做卷積，得到脈沖壓縮后的結(jié)果

S5.逐孔徑進行快速分解后向投影成像，得到每個孔徑極坐標(biāo)格式下的粗分辨圖像；

S6.不同孔徑的粗分辨圖像進行分層融合，直到融合為一個完整孔徑；

S7.將斜距面成像結(jié)果投影到地面，得到全分辨圖像。

進一步地，步驟S3具體步驟如下：

S31.對于多基合成孔徑雷達中的每個收發(fā)對，把雙基對目標(biāo)點的觀測等效成目標(biāo)角平分線上的單基對目標(biāo)點的觀測，從而將每個雙基對等效成一個個在三維空間上分布著的孔徑；

S32.分析孔徑之間的重疊情況；