基于非正交非线性坐标系输出的中轨星载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CN111220981A(43)申请公布日2020.06.02(21)申请号202010066511.9(22)申请日2020.01.20(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)发明人孙光才曹筵东邢孟道刘文康郭亮(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)G01S7/295(2006.01)G01S7/35(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称基于非正交非线性坐标系输出的中轨星载SAR成像方法(57)摘要本发明公开了基于非正交非线性坐标系输出的中轨星载SAR成像方法，包括：接收中轨星载SAR发出的回波信号；对回波信号在距离向进行傅里叶变换，得到距离频域的信号；将距离频域的信号转换为非正交非线性坐标系下的、方位空变最小化的信号；利用距离非线性频调变标算法，对方位空变最小化的信号进行两维耦合解耦处理，得到距离徙动校正后的信号；对距离徙动校正后的信号进行方位匹配滤波，得到方位向压缩的信号；对方位向压缩的信号进行多普勒重采样，得到方位向处理后的信号；将方位向处理后的信号变换到方位时域，得到粗成像的信号；对粗成像的信号进行几何形变校正，得到成像信号。本发明可以提升中轨星载SAR的成像效率。CN111220981ACN111220981A权利要求书1/2页1.一种基于非正交非线性坐标系输出的中轨星载SAR成像方法，其特征在于，包括：接收中轨星载SAR发出的经过目标反射的回波信号；对所述回波信号在距离向进行傅里叶变换，得到距离频域的信号；将原坐标系下的所述距离频域的信号转换为非正交非线性坐标系下的、方位空变最小化的信号；利用距离非线性频调变标算法，对所述方位空变最小化的信号进行两维耦合解耦处理以补偿距离向的徙动，得到距离徙动校正后的信号；对所述距离徙动校正后的信号进行方位匹配滤波，得到方位向压缩的信号；对所述方位向压缩的信号进行多普勒重采样，得到方位向处理后的信号；将所述方位向处理后的信号变换到方位时域，得到粗成像的信号；对所述粗成像信号进行几何形变校正，得到无几何失真的中轨星载SAR成像信号。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将原坐标系下的所述距离频域的信号转换为非正交非线性坐标系下的、方位空变最小化的信号，包括：将原坐标系下的所述距离频域的信号乘以预设的距离线性相关函数，得到非正交非线性坐标系下的、方位空变最小化的信号；所述距离线性相关函数为：其中，j为虚数符号，fc为中轨星载SAR的载频，fr是距离向频率，c为电磁波的传播速度；2ΔRCST(ta)为与方位相关的距离偏移，ΔRCST(ta)＝αta+βta；ta为方位时间，α和β均为根据所述中轨星载SAR的相关系数所计算的多普勒空变参数。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述回波信号包括：与距离向时间相关的时变频率信息以及与方位时间相关的斜距。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当使用四阶泰勒展开模型对所述斜距进行展开时，在多普勒中心时间的斜距为：其中，ST为从所述中轨星载SAR到所述目标的向量；R0为所述原坐标下的聚焦距离；ki为所述中轨星载SAR的第i项的相关系数，i的取值分别为1、2、3和4；ta为方位时间，tc为所述多普勒中心时间。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对所述粗成像的信号进行几何形变校正，包括：对所述粗成像的信号依次进行距离向的傅里叶变换、线性校正函数匹配以及距离向的傅里叶逆变换；其中，线性校正函数匹配时所使用的线性校正函数为：2CN111220981A权利要求书2/2页其中，j为虚数符号，fr为距离向频率，c为电磁波的传播速度；R0为所述原坐标下的聚焦距离，R'0为所述非正交非线性坐标系下的聚焦距离，k1为i＝1时的相关系数，k20为k2的泰勒级数展开结果中的常数项，k2为i＝2时的相关系数，t′c为将原坐标系下的所述距离频域的信号转换为非正交非线性坐标系下的、方位空变最小化的信号之后，在所述非正交非线性坐标系下的多普勒中心时间；α和β均为根据所述相关系数所计算的多普勒空变参数。3CN111220981A说明书1/7页基于非正交非线性坐标系输出的中轨星载SAR成像方法技术领域[0001]本发明属于雷达信号处理技术领域，具体涉及一种基于非正交非线性坐标系输出的中轨星载SAR成像方法。背景技术[0002]与目前的低地球轨道星载SAR(SyntheticApertureRadar，合成孔径雷达)相比，中地球轨道星载合成孔径雷达，简称中轨星载SAR，具有更大的幅宽；它的广域覆盖范围长达数百公里，重