一种基于预处理和改进PFA的大斜视机载SAR成像方法.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CN113376632A(43)申请公布日2021.09.10(21)申请号202110538895.4(22)申请日2021.05.18(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市秦淮区御道街29号(72)发明人孟星伟朱岱寅董兰王涛(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙)32204代理人王安琪(51)Int.Cl.G01S13/90(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图7页(54)发明名称一种基于预处理和改进PFA的大斜视机载SAR成像方法(57)摘要本发明公开了一种基于预处理和改进PFA的大斜视机载SAR成像方法，包括如下步骤：步骤1：对原始回波数据进行多普勒中心频移补偿并通过两级级联的方位平滑滤波器；步骤2：对滤波后数据进行方位抽取并恢复多普勒频移特性；步骤3：根据参数估计用于粗校正距离徙动轨迹的移位点数；步骤4：在基于PCS的距离向处理中嵌入RCM粗校正操作来获取最大时域截取点数，进而降低后续处理的运算量；步骤5：进行方位向高精度Sinc插值处理来补偿残留的线性走动；步骤6：对方位重采样后的信号做两维傅里叶变换，得到最终成像结果。本发明通过预处理操作和改进PFA在方位与距离两个维度降低数据率来提高处理速度，具有易于实际工程实现、算法效率高、成像质量高的特点。CN113376632ACN113376632A权利要求书1/2页1.一种基于预处理和改进PFA的大斜视机载SAR成像方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：对原始回波数据进行多普勒中心频移补偿并通过两级级联的方位平滑滤波器；步骤2：对滤波后数据进行方位抽取并恢复多普勒频移特性；步骤3：根据参数估计用于粗校正距离徙动轨迹的移位点数；步骤4：在基于PCS的距离向处理中嵌入RCM粗校正操作来获取最大时域截取点数，进而降低后续处理的运算量；步骤5：进行方位向高精度Sinc插值处理来补偿残留的线性走动；步骤6：对方位重采样后的信号做两维傅里叶变换，得到最终成像结果。2.如权利要求1所述的基于预处理和改进PFA的大斜视机载SAR成像方法，其特征在于，步骤1中，滤波器阶数Nfo的计算方法为：式中，PRF为脉冲重复频率；回波信号带宽Bd＝Bl+Bw，Bl与Bw分别为场景带宽和波束角旋转引起的带宽；[x]表示对x四舍五入取整。3.如权利要求1所述的基于预处理和改进PFA的大斜视机载SAR成像方法，其特征在于，步骤2中，方位抽取系数Nds的计算方法为：其中，表示对x向下取整，将Nds作为抽取系数能够保证方位抽取后的PRF是回波信号带宽的1.2倍左右，并满足Nyquist采样定理，方位频谱无混叠现象出现。4.如权利要求1所述的基于预处理和改进PFA的大斜视机载SAR成像方法，其特征在于，步骤3中，用于粗校正操作的移位点数n0的计算方法为：n0＝[2fs·(Ra‑R0)/c]式中，c是光速；fs为距离向采样频率。Ra和R0分别是天线相位中心到场景中心的瞬时距离与雷达作用距离。5.如权利要求1所述的基于预处理和改进PFA的大斜视机载SAR成像方法，其特征在于，步骤4中，在基于PCS的距离向处理中嵌入RCM粗校正操作来获取最大时域截取点数，具体包括以下步骤：步骤4‑1：预处理后回波信号S(t,τ)乘以缩放函数φscl(τ)其中，t和τ分别是方位慢时间和距离快时间，k为调频斜率；为距离向尺度变换因子；θ与为雷达天线相位中心的瞬时方位角和俯仰角；θref与分别是方位孔径中心时刻的方位角和俯仰角；步骤4‑2：距离向FFT操作并乘以频域系统函数H1(fr)2CN113376632A权利要求书2/2页式中，fr为距离频率变量；步骤4‑3：距离向IFFT操作并乘以逆缩放函数φins(τ)式中，fc是载波频率；步骤4‑4：进行距离向FFT与时域截取操作，并乘以频域系统函数H2(fr)6.如权利要求1所述的基于预处理和改进PFA的大斜视机载SAR成像方法，其特征在于，步骤5中，方位Sinc的输入、输出插值点坐标的计算方法为：其中，t'为Keystone变换后的方位时间变量。7.如权利要求1所述的基于预处理和改进PFA的大斜视机载SAR成像方法，其特征在于，步骤6中，将二维重采样后的信号进行两维傅里叶变换，进而得到最终成像结果。3CN113376632A说明书1/5页一种基于预处理和改进PFA的大斜视机载SAR成像方法技术领域[0001]本发明涉及雷达成像技术领域，尤其是一种基于预处理和改进PFA的大斜视机载SAR成像方法。背景技术[0002]合成孔径雷达(SAR)打破了实孔径方位向分辨率限制且能够对目标区域进行全天候、全天时观测。大斜视机载SAR波束指向灵活性高，能够对待观测目标进行提前、多次成像，