适用于大斜视SAR成像的距离空变MD自聚焦方法.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CN107741585A(43)申请公布日2018.02.27(21)申请号201710902334.1(22)申请日2017.09.29(71)申请人西安电子科技大学地址710071陕西省西安市雁塔区太白南路2号(72)发明人刘峥冉磊宋超谢荣(74)专利代理机构陕西电子工业专利中心61205代理人韦全生王品华(51)Int.Cl.G01S13/90(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图3页(54)发明名称适用于大斜视SAR成像的距离空变MD自聚焦方法(57)摘要本发明提出了一种适用于大斜视SAR成像的距离空变MD自聚焦方法，解决了现有MD自聚焦方法中存在的SAR回波数据聚焦精度不足的技术问题，实现步骤为：1)对回波数据中的距离非空变相位误差进行校正；2)从含有距离空变相位误差的回波数据中选取K个有效距离单元；3)对K个有效距离单元分别进行方位去斜；4)获取K个方位去斜数据的方位像相关函数图；5)利用方位像相关函数图获取方位像相关函数累加图；6)利用方位像相关函数累加图估计距离空变多普勒调频率误差；7)利用距离空变多普勒调频率误差校正回波数据中的距离空变相位误差。本发明有效地提高了SAR回波数据的聚焦程度，有助于提高SAR图像的检测和鉴别性能。CN107741585ACN107741585A权利要求书1/3页1.一种适用于大斜视SAR成像的距离空变MD自聚焦方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)对回波数据中的距离非空变相位误差进行校正：对大斜视SAR回波数据中的距离非空变包络位移和相位误差进行校正，得到含有距离空变相位误差的回波数据其中，r为雷达到目标的距离，ta为方位慢时间；(2)从含有距离空变相位误差的回波数据中选取有效距离单元：对含有距离空变相位误差的回波数据进行距离分块，并从分块获取的多个距离块中分别选择信噪比高的距离单元，得到K个有效距离单元；(3)对K个有效距离单元分别进行方位去斜：对K个有效距离单元分别进行方位去斜，得到K个含有距离空变相位误差的方位去斜数据其中，rk为第k个距离单元中的目标到雷达的距离，k＝1,2,…,K；(4)获取K个方位去斜数据的方位像相关函数图C(r,w)：(4a)在方位维上对K个方位去斜数据分别进行等分，得到K个方位去斜数据对应的K对子孔径数据和(4b)对K个方位去斜数据对应的K对子孔径数据和分别进行方位维傅里叶变换，得到K对方位像；对K对方位像分别进行相关运算，得到K个方位像相关函数C(rk,wk)，其中wk为第k个距离单元回波数据的角频率；(4c)将K个方位像相关函数C(rk,wk)进行组合，得到方位像相关函数图C(r,w)，其中w为回波数据的角频率；(5)利用方位像相关函数图C(r,w)获取方位像相关函数累加图F(a,b)：(5a)对方位像相关函数图C(r,w)进行FFT插值，得到平滑度高的方位像相关函数图(5b)基于大斜视SAR“窄波束平地”假设，使用线性模型表示距离空变多普勒调频率误差kr，即kr＝a+b·(r+xr·sinθ)，其中，a为线性模型常数项，b为线性模型一次项，xr为距离雷达r处目标的方位位置，θ为斜视角；(5c)将kr代入平滑度高的方位像相关函数图并沿着中的不同斜线进行累加，得到方位像相关函数累加图F(a,b)；(6)利用方位像相关函数累加图F(a,b)估计距离空变多普勒调频率误差(6a)搜索方位像相关函数累加图F(a,b)的全局最大值，得到线性模型系数a和b的估计值和(6b)将线性模型系数的估计值和代入线性模型，得到距离空变多普勒调频率误差kr的估计值(7)利用距离空变多普勒调频率误差校正回波数据中的距离空变相位误差，得到聚焦SAR回波数据：将距离空变多普勒调频率误差的估计值代入含有距离空变相位误差的回波数据与理想航迹回波数据的关系式，对中的距离空变相位误差进行校2CN107741585A权利要求书2/3页正，得到理想航迹下的SAR回波数据的近似即为聚焦SAR回波数据；其中，含有距离空变相位误差的回波数据与理想航迹回波数据的关系式为：其中，2.根据权利要求1所述的适用于大斜视SAR成像的距离空变MD自聚焦方法，其特征在于，步骤(1)中所述的对回波数据中的距离非空变相位误差进行校正，采用大斜视SAR成像的距离非空变MD自聚焦方法。3.根据权利要求1所述的适用于大斜视SAR成像的距离空变MD自聚焦方法，其特征在于，步骤(4a)中所述的子孔径数据和其表达式分别为：其中，ta为方位慢时间，rk为第k个距离单元中的目标到雷达的距离，Ta为孔径持续时间，和分别为第k个距离单元理想航迹方位去斜数据的不同慢时间时延数据。4.根据权利要求1所述的适用于大斜视SAR成像的距离空变MD自聚焦方法，其特