[发明专利]一种从雷达原始数据中提取运动参数做干涉测量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种雷达信号处理方法，特别是关于一种从雷达原始数据中提取运动 参数做干涉测量的方法。

背景技术

目前已有的干涉测量方法大多需要首先使用精确的卫星或航空飞行器的轨道数 据来成像和运动补偿，而有些情况下限于成本、敏感性、出国政策，很多发展中国家或用户 不能安装和使用高精度的GPS和INS设备来记录轨道数据(CummingandLi,2007；Konget al.,2005；Wuetal,2013；Caoetal.,2010)。这使得雷达成像的应用仅能够在附带有高 精度的GPS和INS设备的雷达数据中开展，或从原始数据中提取一些参数，如飞行速度、近距 离和天线斜角(Madsen,1989；CummingandLi,2007；Kongetal.,2005；Samczynskiand Kulpa,2010)。一些学者已经验证了从原始数据提取的参数的精度，然而，至今还鲜有学者 研究从原始数据中提取的参数能否应用于干涉测量以及将从原始数据中提取的参数应用 于干涉测量的精度。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种从雷达原始数据中提取运动参数做干涉 测量的方法，其不需要使用精确的轨道数据，而仅需使用从雷达原始数据提取的参数即可 进行聚焦和干涉测量，并达到干涉测量的精度要求(差分干涉的精度通常为厘米级)。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种从雷达原始数据中提取运动参 数做干涉测量的方法，其包括以下步骤：1)根据参数解算方法从雷达原始数据中提取成像 有关的参数，其具体包括有效速度、前向加速度和方位向的位移、原始数据的实部和虚部顺 序以及原始数据的Chirp调频率；2)根据提取的成像有关的参数，采用传统距离多普勒或 ChirpScaling聚焦方法对两幅有重叠的雷达原始数据分别成像，生成聚焦后的单视复数 图像；3)采用干涉测量方法将步骤2)中得到的单视复数图像生成数字高程图，完成测量。

所述步骤1)中，所述参数解算包括以下步骤：(1)将原始数据进行距离傅里叶变 换；(2)将步骤(1)中距离傅里叶变换的结果数据与距离匹配滤波器进行卷积运算；(3)将步 骤(2)中卷积运算的结果进行距离傅里叶逆变换，完成距离向压缩；(4)将步骤(3)中经过距 离向压缩后的结果进行方位傅里叶变换；(5)将经过方位傅里叶变换的结果数据与方位匹 配滤波器进行卷积运算，根据卷积运算结果分别执行步骤(6)和步骤(9)；(6)将步骤(5)中 的卷积运算的结果进行方位傅里叶逆变换，完成方位向压缩，得到单视复数图像；(7)根据 单视复数图像确定原始数据的实部和虚部的顺序；(8)根据原始数据的实部和虚部顺序确 定原始数据的信号调频率正负号；(9)将步骤(5)中的卷积运算结果，采用符号多普勒估计 算法估计出多普勒中心；使用改进的图像漂移算法，调整方位匹配滤波器的值，提取出多普 勒调频率；(10)基于步骤(9)提取出的多普勒中心和多普勒调频率，计算出飞行器平均速度 v为：

v=(fdcλ/2)2-(kaRrefλ/2),]]>

其中，v为飞行器平均速度；f_dc为多普勒中心、λ为信号波长、R_ref为参考距离；k_a是 方位向调频率；(11)若飞行器前向速度或方位向的位移随时间变化，则基于步骤(9)提取的 多普勒调频率，分离出飞行器前向加速度和方位向的位移。

所述步骤(7)中，采用以下距离匹配滤波器和方位匹配滤波器来判断原始数据的 实部和虚部的顺序：