一种高分宽幅星载马赛克SAR成像处理方法及系统.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CN110208798A(43)申请公布日2019.09.06(21)申请号201910447782.6(22)申请日2019.05.27(71)申请人西安空间无线电技术研究所地址710100陕西省西安市西街150号(72)发明人杨娟娟高阳贺荣荣吴疆党红杏谭小敏王万林(74)专利代理机构中国航天科技专利中心11009代理人高志瑞(51)Int.Cl.G01S13/90(2006.01)权利要求书4页说明书10页附图5页(54)发明名称一种高分宽幅星载马赛克SAR成像处理方法及系统(57)摘要本发明公开了一种高分宽幅星载马赛克SAR成像处理方法及系统，其中，该方法提出和分析了大斜视角下用高精度距离徙动校正算法(RMA)做距离徙动校正(RCMC)后的方位信号扩展问题，然后通过方位分子孔径升采样+方位信号扩展+RMA-RCMC+方位尺度变标+方位SPECAN的成像处理方式解决了多普勒中心频率随距离频率的变化、等效速度二维空变和大斜视高精度RCMC，实现了高分宽幅马赛克SAR的高精度成像。该方法相比较于两步式等其他算法，得到的图像采样单元和分辨率量级更相当，有更高的数据处理效率，且有效解决了子孔径方法处理高分宽幅马赛克的局限性。同时，本发明中算法精度高、稳健且实用性强。CN110208798ACN110208798A权利要求书1/4页1.一种高分宽幅星载马赛克SAR成像处理方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤S1：根据星历、姿态、波束角和DEM信息，计算burst各方位时刻波束中心多普勒频率fdc(ta)、方位中心时刻各距离门的等效速度Ve(r)，并线性拟合burst各方位时刻波束中心多普勒频率fdc(ta)得到波束中心多普勒调频斜率Ka_rot和busrt中心时刻的方位多普勒时间ta,mid，并得到尺度变化参考斜距rscl和尺度变标参考调频斜率Ka_scl；步骤S2：根据波束中心多普勒调频斜率Ka_rot、系统瞬时多普勒带宽Ba_3dB和系统脉冲重复频率PRF，等长度地划分方位子孔径；步骤S3：对各子孔径进行旁瓣抑制加窗和子孔径重叠区域有效拼接加窗；步骤S4：根据系统带宽、burst中心斜视角θsq,c和中心距离门等效速度Vr,scl，得到多普勒频率随距离频率的最大变化量Δfdc，并进一步得到升采样所用的脉冲重复频率PRFnew；步骤S5：对各子孔径进行多普勒频率随距离频率的变化校正，首先根据步骤S4中脉冲重复频率PRFnew，扩展信号频率轴范围，再在时域补偿多普勒频率随距离频率的变化校正因子；步骤S6：根据burst中心斜视角θsq,c、中心距离门等效速度Vr,scl和斜距r，得到各子孔径RMA-RCMC造成的最大方位信号扩展长度Δta,max和双曲到尺度变标引起的最大方位信号时移Δtv,max；步骤S7：根据步骤S6中各子孔径RMA-RCMC造成的最大方位信号扩展长度Δta,max和双曲到尺度变标引起的最大方位信号时移Δtv,max，计算方位信号扩展点数并对方位信号进行时域扩展，然后进行高精度RMA-RCMC；并根据各距离门的等效速度Ve(r)和尺度变标参考调频斜率Ka_scl，完成双曲到二次尺度变标；步骤S8：对各子孔径进行拼接，并根据波束中心多普勒调频斜率Ka_rot完成波束中心多普勒调频率去斜；步骤S9：根据步骤S1中的波束中心多普勒调频斜率Ka_rot和尺度变标参考调频斜率Ka_scl计算方位残余调频斜率Ka_eff，通过SPECAN完成方位聚焦。2.根据权利要求1所述的高分宽幅星载马赛克SAR成像处理方法，其特征在于：在步骤S1中，波束中心多普勒调频斜率Ka_rot和busrt中心时刻的方位多普勒时间ta,mid的表达式为：其中，fdc,mid为burst方位中心时刻的多普勒中心频率，Vr,scl为中心距离门等效速度，rrot为波束中心的旋转斜距，λ为波长；尺度变化参考斜距rscl取值为有效聚焦区域中心最短斜距；尺度变标参考调频斜率Ka_scl的表达式为：2CN110208798A权利要求书2/4页其中，β(fdc,mid,rscl)为参考距离门上的burst中心多普勒频率对应的余弦因子，Ve(rscl)为参考距离门上的等效速度，λ为波长。3.根据权利要求2所述的高分宽幅星载马赛克SAR成像处理方法，其特征在于：在步骤S3中，子孔径旁瓣抑制和子孔径重叠区域有效拼接加窗函数为：式中，ta,sub为子孔径方位时间；Wp,i(ta,sub)为旁瓣抑制加窗部分，为整个burst旁瓣抑制加窗函数Wp(ta)的子孔径对应部分，即有式中，Na为burst的回波方位脉冲数，ta为burst的回波方位时间，Wp,1(ta.sub)为第1个子孔径的旁瓣抑制加