[发明专利]一种合成孔径雷达回波数据距离徙动校正方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及合成孔径雷达(SAR，SyntheticApertureRadar)的回波信号校正技 术，尤其涉及一种SAR回波数据距离徙动(RCM，RangeCellMigration)校正方法和装置。

背景技术

SAR具有全天时、全天候进行高分辨率成像的能力，在遥感领域扮演了重要角色。 然而，在机载SAR系统中，主要由载机轨迹偏差引起的运动误差会引起接收原始数据的距离 延迟和方位相位误差(APE，AzimuthPhaseErrors)，这会严重降低图像的质量。在轻小型 机载超高分辨率(VHR，VeryHighResolution)SAR系统中，由运动误差带来的问题更加严 重：一方面，由于质量轻、尺寸小，轻小型机载SAR系统更有可能受到大气湍流的干扰；另一 方面，二维空间分辨率的提高会增大运动误差，目标回波可能存在几个甚至几十个距离单 元的残余徙动以及显著的高阶APE。因此，运动误差的校正需要飞机平台精确的运动信息。 通常，运动信息可以由高精度的惯性导航系统(INS，InertialNavigationSystem)及全球 定位系统(GPS，GlobalPositioningSystems)得到；然而，受限于成本和有效负荷，INS和 GPS不能总是精确补偿运动误差，特别是在轻小型机载SAR系统的情况下，甚至会完全失效。 因此，应该利用自聚焦技术来估计和校正原始数据中的残余RCM和APE。

目前的自聚焦方法，主要可以分为两类：参数的和非参数的。在非参数方法中，相 位梯度自聚焦(PGA，PhaseGradientAutofocus)技术最为著名，并且被证实对各种场景和 不同成像模式的相位误差函数具有很强的鲁棒性(Robustness)。在参数方法中，经常采用 APE的多项式模型，例如图移(MD，MapDrift)技术，反射率偏移法等。此外，在SAR自聚焦领 域还包括：基于代价函数的方法，该方法可以是参数的，也可以是非参数的，取决于之前设 定的APE函数的参数模型。但是，上述自聚焦方法只考虑了APE，而忽视了残余RCM；然而，对 轻小型机载VHRSAR传感器而言，残余RCM是不可避免的，必须去估计和补偿，否则无法得到 聚焦良好的高质量SAR图像。

因此，如何精确地估计SAR回波数据RCM，实现超高分辨率合成孔径雷达回波数据 RCM的精确校正，是亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例期望提供一种SAR回波数据RCM校正方法和装置，能精确 地估计SAR回波数据的RCM，实现超高分辨率合成孔径雷达回波数据RCM的精确校正，进而得 到聚焦良好的高质量SAR图像。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种SAR回波数据RCM校正方法，所述方法包括：

对回波数据进行距离压缩和几何RCM校正，得到距离压缩后的时域数据；

对所述距离压缩后的时域数据进行子孔径分割，获取子孔径数据，分别选取各子 孔径数据中具有最高信杂比(SCR，signal-to-clutterratio)的子块数据；

根据选取的各子块数据，确定各子孔径数据的残余RCM；

对各子孔径数据的残余RCM进行全孔径组合，得到残余RCM的全孔径组合；

根据残余RCM的全孔径组合，校正所述回波数据的残余RCM。

上述方案中，所述对所述距离压缩后的时域数据进行子孔径分割，获取子孔径数 据，并分别选取各子孔径数据中具有最高SCR的子块数据；包括：

将所述距离压缩后的时域数据沿方位向分割为子孔径数据；

采用滑动窗对所述各子孔径数据进行选取处理，确定各子孔径数据中具有最高 SCR的子块数据；

所述子孔径的长度为合成孔径长度的二分之一到三分之一。

上述方案中，所述根据选取的各子块数据，确定各子孔径的残余RCM；包括：

分别对所述各子块数据进行距离向升采样和方位向降采样，得到对应的距离向升 采样和方位向降采样的数据；

分别对所述各距离向升采样和方位向降采样的数据，采用指数型平均距离像 (ARP，AveragedRangeProfile)计算，获取对应的参考距离像(RRP，ReferredRange Profile)数据；