斜距历程与航向交点表征的双基前视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CN112904339A(43)申请公布日2021.06.04(21)申请号202110085594.0(22)申请日2021.01.22(71)申请人西安电子科技大学地址710071陕西省西安市太白南路2号(72)发明人李亚超詹珩艺朱恩娣徐刚锋黄平平张志军吕金虎石光明(74)专利代理机构陕西电子工业专利中心61205代理人田文英王品华(51)Int.Cl.G01S13/90(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图2页(54)发明名称斜距历程与航向交点表征的双基前视SAR成像方法(57)摘要一种斜距历程与航向交点表征的双基前视SAR成像方法，其具体步骤是：1)机载发射机侧视发射线性调频信号，机载接收机前视接收目标的回波数据；2)计算机载发射机发射线性调频信号的方位慢时间每个时刻的双基前视前视SAR距离和；3)获取距离向匹配滤波后的二维空变的时域回波数据；4)计算斜距历程与航向在成像坐标系的交点位置；5)确定场景参考点的位置；6)构建二维空变的匹配滤波函数；7)获取双基前视SAR图像。本发明用于在机载雷达中实现双基前视SAR实测数据成像中，直接计算出回波数据的多普勒参数，具有实时成像效率高，成像效果好的优点。CN112904339ACN112904339A权利要求书1/3页1.一种斜距历程与航向交点表征的双基前视SAR成像方法，其特征在于，计算斜距历程与航向在成像坐标系中的交点位置，将该交点作为双基前视SAR场景参考点，再通过参考点位置坐标构建时域回波数据的二维空变的匹配滤波函数，该方法的步骤包括如下：(1)机载发射机侧视发射线性调频信号，机载接收机前视接收目标的回波数据；(2)计算机载发射机发射的线性调频信号的方位慢时间每个时刻的双基前视SAR距离和；(3)获取距离向匹配滤波后的二维空变的时域回波数据：(3a)对实测回波数据进行距离向傅里叶变换，得到距离向为频域，方位向为时域的回波数据，利用匹配滤波器，对该回波数据依次进行距离脉压和距离徙动校正，得到距离向匹配滤波后回波数据；(3b)对距离向匹配滤波后回波数据进行距离向的傅里叶逆变换，得到二维空变的时域回波数据s(t,η)：(4)计算斜距历程与航向在成像坐标系的交点位置：(4a)按照下式，计算在每个时刻、双基前视SAR斜距和为Rn时在成像平面坐标系中y轴的坐标：其中，y(η,Rn)表示交点在η时刻、双基前视SAR斜距和为Rn时在成像平面坐标系中y轴的坐标值，η表示机载发射机发射的线性调频信号方位慢时间，Rn表示时域回波数据s(t,η)在距离向上分成的第n个距离单元，R(η)表示η时刻的双基前视SAR距离和，xT(η)，yT(η)，zT(η)分别表示在η时刻机载发射机在三维空间坐标系中x轴、y轴和z轴的坐标值，yR(η)，zR(η)分别表示在η时刻机载接收机在三维空间坐标系中y轴和z轴的坐标值，I表示第一中间变量，2F表示第二中间变量，F＝(yR‑yT)，E表示第三中间变量，E＝yR+yT，U表示第四中间变量，G表示第五中间变量，(5)确定场景参考点的位置：将斜距历程与航向在成像坐标系的交点位置作为双基前视SAR场景参考点，得到参考点在成像坐标系的位置坐标(0,y(η；Rn))；(6)构建二维空变的匹配滤波函数：(6a)按照参考点在成像平面坐标系中位置坐标对双基前视SAR斜距和进行三阶泰勒展开：(6b)计算时域回波数据s(t,η)在距离向上分成的每个距离单元的二维空变多普勒调频系数：(6c)根据每个距离单元的二维空变多普勒调频系数，构建时域回波数据的二维空变的2CN112904339A权利要求书2/3页匹配滤波函数H：(7)获取双基前视SAR图像：(7a)用时域回波数据s(t,η)乘以匹配滤波函数H，得到二维空变补偿后的回波数据u(t,η)：(7b)对回波数据u(t,η)进行方位向傅里叶变换，得到二维空变补偿后的距离时域，方位频域的回波数据v(t,fa)：(7c)利用PGA方法,对回波数据v(t,fa)进行自聚焦处理，得到双基前视SAR图像。2.根据权利要求1所述的斜距历程与航向交点表征的双基前视SAR成像方法，其特征在于，步骤(2)中所述双基前视SAR距离和是由下式得到的：其中，xb，yb分别表示目标b在三维空间坐标系中x轴和y轴的坐标值。3.根据权利要求2所述的斜距历程与航向交点表征的双基前视SAR成像方法，其特征在于，步骤(3b)中所述二维空变的时域回波数据的表达式如下：23s(t,η)＝sinc(Br(t‑τ))wa(η)exp[jπ(γ(η,Rn)η+ξ(η,Rn)η)]其中，s(t,η)表示双基前视SAR在距离向快时间t、η时刻的二维时域回波信号，sinc(·)表示辛格函数，Br表示机载发