一种扫描模式SAR成像重聚焦方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113960599A(43)申请公布日2022.01.21(21)申请号202111382118.1(22)申请日2021.11.22(66)本国优先权数据202111093958.62021.09.17CN(71)申请人北京工商大学地址100048北京市海淀区阜成路11号(72)发明人余乐李亚祺于重重(74)专利代理机构南京行高知识产权代理有限公司32404代理人李晓(51)Int.Cl.G01S13/90(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称一种扫描模式SAR成像重聚焦方法(57)摘要本发明涉及一种扫描模式SAR成像重聚焦方法，该方法利用切片数据对方位向速度进行估计，并根据固定参数计算出相位数据，利用切片数据与相位数据计算达到重聚焦效果。并将重聚焦结果进行计算量化处理，保留重聚焦结果并减少数据量。本发明可以解决SAR动目标成像的方位向速度导致的散焦现象，不但成像速度快，而且成像质量高。CN113960599ACN113960599A权利要求书1/2页1.一种扫描模式SAR成像重聚焦方法，SAR成像设备具有几个固定参数，其中，PRFup表示脉冲重复频率上限，WL表示波形长度，RF表示斜距，V表示等效速度，Nu为预设参数；所述方法包括以下步骤：步骤一、对粗聚焦SAR全景图像数据进行切片和截取，得到包含动目标的切片数据，每一个切片数据的宽度为NR，高度为NA；步骤二、用vc表示动目标方位向的速度，显然vc位于一预设范围B内；对截取后的每一个切片数据进行重聚焦，具体方法如下：S21、针对该切片数据，对预设范围B内的任一动目标方位向的速度vc，计算每一列的扫描相位数据：式中，i为整数，且‑NA/2≤i≤NA/2‑1；Hi表示该切片数据第i列的扫描相位数据；ta表示一数组，且ta[i]＝i/PRFup×Nu/NA；根据以下公式计算每一列切片数据的对比范围方位角cnr：式中，i为整数，且‑NA/2≤i≤NA/2‑1，di表示该列第i个数据；j为整数，且‑NA/2≤j≤NA/2‑1，dj表示该列第j个数据；对该切片数据的所有列的对比范围方位角cnr进行求和，得到该切片数据的对比度范围方位角求和结果；S22、找出步骤S21中的对比度范围方位角求和结果的最大值对应的动目标方位向的速度vc，记为方位向速度估计值vd；S23、根据方位向速度估计值vd和数组ta重新计算该切片数据中每一列的扫描相位数据，得到修正后的扫描相位数据，即：式中，i为整数，且‑NA/2≤i≤NA/2‑1；Hifix表示该切片数据第i列修正后的扫描相位数据；ta[i]＝i/PRFup×Nu/NA；S24、将该切片数据按列进行傅里叶变换，并将变换结果与相位参数对应依次相乘，再对复数乘结果进行傅里叶反变换，得到精聚焦数据，即：式中，i为整数，且‑NA/2≤i≤NA/2‑1；di表示该列第i个数据，difix表示该列第i个精聚焦数据。2.根据权利要求1所述的扫描模式SAR成像重聚焦方法，其特征在于：步骤二中，首先对每一个切片数据，按列计算对比范围方位角cn，任一列对比范围方位角的计算方法如下：2CN113960599A权利要求书2/2页式中，i为整数，且‑NA/2≤i≤NA/2‑1，di表示该列第i个数据；j为整数，且‑NA/2≤j≤NA/2‑1，dj表示该列第j个数据；然后，对该切片数据中每一列的对比范围方位角cn进行排序，取其中较大的20‑50％的列数据替代该切片数据，然后再执行步骤S21‑S22。3.根据权利要求1或2所述的扫描模式SAR成像重聚焦方法，其特征在于，还包括步骤三、将所述精聚焦数据进行量化，具体方法如下：依次计算精聚焦后的切片数据中每一列的数据均值、数据标准差和最小值；假设某一列切片数据中的最小值为Pmin，数据均值为d，数据标准差为S，该列切片数据的最大值Pmax＝d+b×S，式中，b为预设值；根据以下公式对该列切片数据进行量化，并保留为2进制8位整数，从而得到量化后的切片数据：式中，Di为量化后的该列切片数据中第i个数据，di为精聚焦后的该列切片数据中第i个数据；当di∈[Pmin,Pmax]时，Tmid＝1，否则Tmid＝0。3CN113960599A说明书1/5页一种扫描模式SAR成像重聚焦方法技术领域[0001]本发明涉及一种扫描模式SAR成像重聚焦方法，属于数字图像处理技术领域。背景技术[0002]合成孔径雷达(SyntheticApertureRadar，简称为SAR)是利用雷达与目标的相对运动把尺寸较小的真是天线孔径用数据处理的方法合成一个较大的等效天线孔径雷达，合成后的雷达分辨率高于单个雷达，能全天工作有效识别掩盖物。随着合成孔径雷达成像技