一种基于多普勒三次项估计的星载合成孔径雷达成像方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102879780A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102879780A(43)申请公布日2013.01.16(21)申请号201210341996.3(22)申请日2012.09.14(71)申请人北京航空航天大学地址100191北京市海淀区学院路37号(72)发明人陈杰曾虹程杨威张豪杰匡辉王凯(74)专利代理机构北京永创新实专利事务所11121代理人赵文利(51)Int.Cl.G01S13/90(2006.01)权利要求书权利要求书3页3页说明书说明书88页页附图附图88页(54)发明名称一种基于多普勒三次项估计的星载合成孔径雷达成像方法(57)摘要本发明公开了一种基于多普勒三次项估计的星载合成孔径雷达成像方法，包括1：读入星载SAR滑动聚束模式回波仿真数据，2：对回波仿真数据进行处理，得到二维频域信号，3：设定多普勒三次项初值、迭代门限和迭代步长，4：获取经距离补偿后的信号，5：得到成像结果信号，6：获取一维信号的最大值及位置，7：获取一维信号主瓣左侧第一旁瓣峰值；8：获取一维信号主瓣右侧第一旁瓣峰值；9：获取左右第一旁瓣峰值之间差的绝对值；10：比较绝对值与门限Th，根据比较结果进行判断。本发明利用迭代法得到高精度的多普勒三次项，补偿高分辨率条件下传统斜距模型带来的相位误差，得到星载SAR高精度聚焦图像，从而验证了本发明的有效性和精确性。CN102879ACN102879780A权利要求书1/3页1.一种基于多普勒三次项估计的星载合成孔径雷达成像方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：读入星载SAR滑动聚束模式回波仿真数据S(τ,t;r)以及相应的成像参数，其中，τ为快时间、t为慢时间、r为卫星到目标的距离，包括：方位向采样点数Na，距离向采样点数Nr，信号采样率fs，信号带宽Bw，脉冲宽度τ，脉冲重复频率PRF，参考斜距Rref，多普勒中心频率fd0，多普勒调频率fr0，卫星速度Pv，等效斜视角信号波长λ，信号传播速度c；步骤二：将回波仿真数据S(τ,t;r)依次进行方位向去旋转处理、方位向傅里叶变换、调频线性变标处理、距离向傅里叶变换处理，得到二维频域信号S1(fτ,f)，其中，fτ为距离向频率，f为方位向频率；步骤三：设定多普勒三次项初值fa、迭代门限Th以及迭代步长Δfa；步骤四：在二维频域内信号S1(fτ,f)与距离补偿因子Φ1(fτ,f)相乘，得到经距离补偿后的信号S2(fτ,f)；步骤五：将信号S2(fτ,f)依次进行距离向傅里叶逆变换、方位补偿处理、方位向线性变标处理、方位向去斜处理得到成像结果信号S3(τ,f)；步骤六：在信号S3(τ,f)中，选取场景中心周围n×n大小的数据S4(τ,f)，做插值处理到N×N大小的数据S5(τ,f)，提取出S5(τ,f)中最大值所在列的一维信号g(PN)，并计算该一维信号g(PN)的最大值gmax(P)及位置Pmax；步骤七：获取一维信号g(P)主瓣左侧第一旁瓣峰值RSILleft；步骤八：获取一维信号g(P)主瓣右侧第一旁瓣峰值RSILright；步骤九：获取左右第一旁瓣峰值RSILleft与RSILright之间差的绝对值ΔRSIL；步骤十：比较ΔRSIL与门限Th，根据比较结果进行判断，具体步骤如下：(a)比较ΔRSIL与门限Th；(b)若ΔRSIL＞Th，比较RSILleft与RSILright，若RSILleft＞RSILright，则若RSILleft≤RSILright，则其中Δfa为迭代步长，然后从步骤四重复操作；(c)若ΔRSIL≤Th，则此时的fa即为多普勒三次项估计结果，且成像结束，得到星载合成孔径雷达的成像结果。2.根据权利要求1所述的一种基于多普勒三次项估计的星载合成孔径雷达成像方法，其特征在于，所述的步骤四，具体包括以下步骤：(a)获取完成距离徙动校正和距离聚焦处理的补偿因子Φ11(fτ,f)；其中，2CN102879780A权利要求书2/3页(b)获取三次相位误差补偿因子Φ12(fτ,f)；其中，(c)获取补偿多普勒三次项fa带来相位误差后的补偿因子Φ13(fτ,f)；其中，R为卫星同目标之间的距离；(d)获取最终距离补偿因子Φ1(fτ,f)；Φ1(fτ,f)＝Φ11(fτ,f)·Φ12(fτ,f)·Φ13(fτ,f)（4）(e)利用补偿因子Φ1(fτ,f)获取经距离补偿后的信号S2(fτ,f)；S2(fτ,f)＝S1(fτ,f)·Φ1(fτ,f)（5）。3.根据权利要求1所述的一种基于多普勒三次项估计的星载合成孔径雷达成像方法，其特征在于，所述的步骤六，具体包括以下步骤：(a)选取场景中心周围n×n大小的数据S4(τ,f)；(b)对数据S4(τ,f)做插值处理到N×N大小的数据S5(