一种弹载SAR图像校正方法.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CN109471101A(43)申请公布日2019.03.15(21)申请号201811218825.5(22)申请日2018.10.19(71)申请人湖北航天技术研究院总体设计所地址430040湖北省武汉市金山大道9号(72)发明人李芬芬黄龙侍伟伟周世平胡哲桂阳靳永亮韩建莉石稳李姣(74)专利代理机构武汉智权专利代理事务所(特殊普通合伙)42225代理人余浩(51)Int.Cl.G01S13/90(2006.01)G01S7/41(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图3页(54)发明名称一种弹载SAR图像校正方法(57)摘要本发明公开了一种弹载SAR图像校正方法，涉及雷达信号处理技术领域，该方法包括：建立地面坐标系；建立图像坐标系；读入回波信号，得到聚焦后的斜平面图像；以图像坐标系建立图像网格，根据地面实时图像尺寸和分辨率得到图像网格上每一点的坐标；将图像网格上每一点的坐标进行旋转变换，得到该点在地面坐标系中的坐标；计算图像网格上的点在成像斜平面的距离和多普勒信息，并换算成对应斜平面图像的行信息和列信息；对行信息和列信息进行二维sinc插值。本发明的弹载SAR图像校正方法，采用反向投影方法，通过建立地面的图像网格模型，精确计算图像网格上的每一点对应的距离和多普勒信息，精确得到图像网格范围内无形变的SAR图像。CN109471101ACN109471101A权利要求书1/3页1.一种弹载SAR图像校正方法，其特征在于，其包括：根据弹体在孔径中心时刻的参数建立地面坐标系O-x-y-z；以波束中心点P为原点，建立图像坐标系P-xp-yp；读入回波信号，得到聚焦后的斜平面图像；以所述图像坐标系建立图像网格，根据地面实时图像尺寸M×N和分辨率得到所述图像网格上每一点的坐标(xi，yi)；建立旋转矩阵，将所述图像网格上每一点的坐标(xi，yi)进行旋转变换，得到该点在地面坐标系中的坐标(xm，ym)；根据所述坐标(xm，ym)，计算所述图像网格上的每一点在成像斜平面的距离信息和多普勒信息，并换算成对应斜平面图像的行信息和列信息；对所述行信息和列信息以及对应的斜平面图像的灰度信息进行二维sinc插值，得到图像网格上所有点的幅度信息，从而得到校正后的SAR图像。2.如权利要求1所述的弹载SAR图像校正方法，其特征在于：在所述地面坐标系O-x-y-z中，Oxz平面在地平面上，Ox指向速度在地面投影方向，Oy垂直地面向上，Oz与Ox和Oy满足右手法则。3.如权利要求1所述的弹载SAR图像校正方法，其特征在于：所述图像坐标系P-xp-yp，建立在沿波束方向、速度方向或地面正北向。4.如权利要求1所述的弹载SAR图像校正方法，其特征在于，所述图像坐标系P-xp-yp建立在沿波束方向，所述波束中心点P的坐标为：x0＝H/tan(β)*cos(α)y0＝H/tan(β)*sin(α)其中，H为弹体高度，α为波束方位角，β为波束俯仰角。5.如权利要求4所述的弹载SAR图像校正方法，其特征在于：所述读入回波信号，得到聚焦后的斜平面图像具体包括：定义某一点目标与雷达的瞬时斜距为：其中，Xn＝vtn，Xn为某一点目标的方位位置，θ0为波束射线指向斜视角，Rb为波束中心线扫过目标时的斜距，tm为方位慢时间，tn为天线波束中心穿越目标点时刻；对雷达回波信号进行距离向傅里叶变换，将其变换到距离频域为：其中，fr为距离频率，γ为距离向信号调频率，fc为雷达中心载频，Wr为距离窗函数频域形式，wa为时域方位窗函数；对雷达回波信号进行线性距离走动校正，得到距离走动校正后的回波信号，其中，校正补偿因子为：2CN109471101A权利要求书2/3页距离走动校正后的雷达斜距为：其中，n为级数展开项数；对所述距离走动校正后的回波信号进行方位向的处理，利用级数反演得到距离和方位的二维频谱：其中，Wa为频域方位窗函数，根据所述校正补偿因子，利用SPECAN频谱分析方法对距离走动校正后的回波信号进行三次项和四次项相位误差进行补偿，最后得到成像斜平面聚焦后的距离时域方位频域的SAR图像：其中，R0为波门前沿对应距离，Br为距离向发射信号的带宽，Ba为方位向信号对应的多普勒带宽，Kac为调频率的一次项系数，Kal为调频率的二次项系数，为距离快时间。6.如权利要求5所述的弹载SAR图像校正方法，其特征在于，所述旋转矩阵为图像坐标系相对地面坐标系的旋转矩阵Roty：7.如权利要求6所述的弹载SAR图像校正方法，其特征在于，所述将图像网格上每一点的坐标(xi，yi)进行旋转变换，得到该点在地面坐标系中的坐标(xm，ym)具体包括：所述图像网格上每一点的坐标(xi，yi)为：xi＝[-N/2:N/2-1]*grid