[发明专利]一种双基地合成孔径雷达数值距离多普勒成像方法

说明书

技术领域

本发明属于雷达信号处理技术领域，特别涉及一种双基地合成孔径雷达数值距离多普勒成像方法。

背景技术

SAR是一种全天时、全天候的现代高分辨率微波遥感成像雷达。在军事侦察、地形测绘、植被分析、海洋及水文观测、环境及灾害监视、资源勘探以及地壳微变检测等领域，SAR发挥了越来越重要的作用。

双基地SAR由于收发分置而有着很多突出的优点，它能获取目标的非后向散射信息，具有作用距离远、隐蔽性和抗干扰性强等特点。另外，由于双基地SAR接收站不含大功率器件，其功耗低、体积小、重量轻，便于多种类型的飞机携带，造价较低。总之，双基地SAR作为一种空间对地观测的新手段，在民用和军用领域都有着广阔的发展空间。

目前国际上对双基地SAR的距离多普勒(RD)成像方法的研究，公开文献有：Zare,A.；Masnadi-Shirazi,M.A.；Samadi,S.,"Range-Doppler algorithm for processing bistatic SAR data based on the LBF in the constant-offset constellation,"Radar Conference(RADAR),2012IEEE,vol.,no.,pp.17-21，给出了一种基于Loffeld二维频谱模型的RD算法，它对频谱的推导过程中把回波数据的相位因子分成了与发射站相关和与接收站相关的两个部分，并分别进行求解驻定相位点，从而得到二维频谱，所以不可避免的存在误差。此外，这种方法无法使用运动路径信息，即无法在距离徙动校正过程中进行运动补偿。

相关文献：Neo,Y.L.；Wong,F.H.；Cumming,I.G.,"Processing of Azimuth-Invariant Bistatic SAR Data Using the Range Doppler Algorithm,"Geoscience and Remote Sensing,IEEE Transactions on,vol.46,no.1,pp.14,21，给出了一种利用级数反演来推导二维频谱模型，从而得到相应的RD算法。但它在进行泰勒展开时，只精确到了4次项，忽略了4次以上的高次项。这显然给二维频谱带来了误差，当合成孔径时间加长时，误差的影响将不可避免。同样，这种方法无法使用运动测量信息。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种充分利用运动路径信息，实现了成像过程中的运动补偿，实现了双基地SAR下RD成像方法的精确距离徙动校正，可以应用于双基地SAR回波成像、几何校正等领域的双基地合成孔径雷达数值距离多普勒成像方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种双基地合成孔径雷达数值距离多普勒成像方法，包括以下步骤：

S1、数据预处理，计算双基地合成孔径雷达回波数据；

S2、对回波数据进行距离压缩；

S3、采用数值法计算距离徙动校正函数，并利用距离徙动校正函数对回波数据进行距离徙动校正；

S4、生成二次距离压缩函数并对距离徙动校正后的回波数据进行二次距离压缩；

S5、计算每个距离门所对应的参考目标点位置；

S6、利用参考目标点位置构造方位压缩函数，并进行方位压缩，得到成像结果。

进一步地，所述的步骤S1具体实现方法为：令场景中心点被波束中心照射时刻，发射平台固定，发射平台位置记为(x_T,y_T,z_T)，其中，x_T、y_T和h_T分别为发射站的x轴、y轴和z轴坐标；接收站位置记为(0,0,h_R)，其中，0、0和h_R分别为接收站的x轴、y轴和z轴坐标；接收站与发射站速度记为v，并沿y轴运动；由此，建立了以接收站正下方为原点、高度为z轴、速度方向为y轴的三维坐标系；

将方位时间向量记为：

其中，PRI为脉冲重复间隔，N_a为目标回波方位点数；

双基距离历史和为R_b(t；x,y)＝R_T(t；x,y)+R_R(t；x,y)，其中t为方位时间，R_T(t；x,y)和R_R(t；x,y)分别为发射站和接收站的距离历史：