一种弹载弧线俯冲大斜视TOPS SAR的成像方法.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CN111880179A(43)申请公布日2020.11.03(21)申请号202010451029.7(22)申请日2020.05.25(71)申请人西安电子科技大学地址710000陕西省西安市雁塔区太白南路2号(72)发明人孙光才李宁张尊杰邢孟道别博文(74)专利代理机构西安嘉思特知识产权代理事务所(普通合伙)61230代理人李园园(51)Int.Cl.G01S13/90(2006.01)权利要求书4页说明书12页附图5页(54)发明名称一种弹载弧线俯冲大斜视TOPSSAR的成像方法(57)摘要本发明公开了一种弹载弧线俯冲大斜视TOPSSAR的成像方法。该成像方法主要解决现有技术在机动轨迹大斜视下SAR成像以解决机动平台上的倾斜叠加导致方位频谱混叠和目标多普勒中心非线性问题。针对方位向混叠，提出了一种基于联合时域解斜的成像方法。首先，通过改进的时域线性去斜来获得展开的二维频谱。在二维频域中，进行距离徙动校正之后，通过多普勒域非线性去斜来获取目标时频线对齐的信号。同时，通过频域非线性变标消除了空变多普勒参数的空变性。方位向聚焦由SPECAN技术完成。最后，通过仿真和实测TOPSSAR数据验证了所提算法的有效性。通过必要的调整，该算法可以应用于安装在机动平台上的滑动聚束和聚束SAR上应用。CN111880179ACN111880179A权利要求书1/4页1.一种弹载弧线俯冲大斜视TOPSSAR的成像方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、建立大斜视同心圆斜距模型，所述大斜视同心圆斜距模型的瞬时斜距被近似为四阶泰勒级数；步骤2、SAR雷达发射线性调频信号，并接收目标回波信号，得到所述目标回波信号的距离时域和方位时域信号Atr,ta，其中，tr表示距离时间，ta表示方位角时间，对所述距离时域和方位时域信号Atr,ta进行距离向的傅里叶变换得到距离频域和方位时域信号A'fr,ta，fr是方位频率；步骤3、对所述距离频域和方位时域信号A'fr,ta进行方位脉冲压缩和距离走动校正处理得到脉压后的距离频域和方位时域信号Bfr,ta；步骤4、对所述脉压后的距离频域和方位时域信号Bfr,ta进行改进时域线性去斜操作得到距离频域和方位时域信号Cfr,ta，然后对所述距离频域和方位时域信号Cfr,ta进行方位向的补零操作，再对补零操作后的所述距离频域和方位时域信号Cfr,ta进行方位向的逆傅里叶变换，得到距离频域和方位时域信号C'fr,ta；步骤5、对改进时域线性去斜操作后的所述距离频域和方位时域信号C'fr,ta进行二次时域t'a的线性去斜处理得到距离频域和方位时域信号Dfr,ta，然后再对所述距离频域和方位时域信号Dfr,ta进行方位向傅里叶变换得到距离频域和方位频域信号D'fr,fa，fa表示方位频率；步骤6、将改进时域线性去斜后的所述距离频域和方位时域信号D'fr,fa的二次时域t'a的线性去斜函数进行方位向的傅里叶变换后再取共轭，之后再与D'fr,fa进行卷积操作得到距离频域和方位频域信号Efr,fa；步骤7、对线性去斜之后的所述距离频域和方位频域信号Efr,fa进行距离徙动校正得到距离频域和方位频域信号Ffr,fa，再进行距离向逆傅里叶变换得到距离时域和方位频域的信号F'tr,fa；步骤8、对距离徙动校正后的所述距离时域和方位频域信号F'tr,fa，在多普勒域进行非线性去斜处理得到距离时域和方位频域信号Gtr,fa，再对所述距离时域和方位频域信号Gtr,fa进行非线性调频变标处理得到完成多普勒参数空变校正的距离时域和方位频域信号G'tr,fa，并且对距离时域和方位频域信号G'tr,fa在时域中不同点的时频线数据进行对齐，再对所述距离时域和方位频域信号G'tr,fa进行方位向逆傅里叶变换得到距离时域和方位时域信号Htr,ta；步骤9、对完成了多普勒参数空变校正的所述距离时域和方位时域信号Htr,ta进行方位向SPECAN处理以完成信号聚焦得到距离时域和方位时域信号H'tr,ta，然后对所述距离时域和方位时域信号H'tr,ta进行方位向傅里叶变换，得到距离时域和方位频域的聚焦信号Itr,fa；步骤10、对所述距离时域和方位频域的聚焦信号Itr,fa进行几何形变校正处理得到最终的SAR雷达成像图。2.根据权利要求1所述的成像方法，其特征在于，建立大斜视同心圆斜距模型，包括：雷达平台在合成孔径时间Ta内，雷达平台以速度矢量和恒定加速度矢量沿着曲线ABCD移动，同时，波束以恒定的角速度ω从M1点扫描到M3点，当方位角时间ta＝0时，雷达平2CN111880179A权利要求书2/4页台从所述曲线ABCD的A点移动到B点，波束在地面上的投射是定义X轴与的角度为雷达偏航角θya