[发明专利]一种高分辨率大场景下的星载斜视SAR雷达成像方法

说明书

本发明公开了一种高分辨率大场景下的星载斜视SAR雷达成像方法，其主要思路为：建立星载斜视SAR雷达的斜距历程模型，其中包含精确斜距历程表达式，并接收检测范围内的目标回波信号，再对所述目标回波信号在方位向进行重采样，并对重采样后的所述目标信号依次进行距离向FFT和距离向脉冲压缩处理，得到距离向脉冲压缩处理后的目标回波信号后，再进行方位上FFT，计算得到星载斜视SAR雷达检测范围内的目标相位后，设定相位补偿函数，剩余相位的方位向上的二维频域目标回波信号，并对星载斜视SAR雷达检测范围内的目标相位进行补偿，最后对剩余相位进行的方位向二维频域目标回波信号作插值处理，得到最终的星载斜视SAR图像。

技术领域

本发明属于SAR雷达信号处理技术领域，特别涉及一种高分辨率大场景下的星载斜视SAR雷达成像方法，适用于斜视情况下的星载平台高分辨率SAR雷达成像。

背景技术

SAR雷达集中了现代电子科学技术各种成就的高科技系统，同时作为全天候和全天时工作的探测系统，已经广泛应用于地形测绘与地质研究、农业与林业海洋研究与监测减灾与防灾等各个方面，并能够获得聚焦良好的宽测绘带高分辨率的图像，这也一直是SAR雷达的发展动力。

斜视SAR雷达成像不仅能够提供SAR雷达前方区域的地图信息，实现对地攻击引导，而且在实用中具有很高的机动灵活性；斜视SAR雷达通过天线改变波束指向，能够对斜视SAR雷达前方的目标预先成像、对斜视SAR雷达后方的目标进行再次成像。因此，斜视SAR雷达具有很高的军事价值，同时斜视SAR雷达的成像算法也必将越来越受到重视。

星载斜视情况下的SAR雷达成像几何模型非常复杂，其中卫星轨道和地球表面都是弯曲的，地球相对于卫星轨道独立旋转，卫星的等效速度不仅沿星载斜视情况下的SAR雷达距离向变化，还沿星载斜视情况下的SAR雷达方位向缓慢变化。在对分辨率要求不高或者成像场景较小的情况下，只需考虑卫星等效速度沿星载斜视情况下的SAR雷达距离向变化，但在高分辨率大场景的情况下，卫星沿星载斜视情况下的SAR雷达方位向的速度也在缓慢变化；所以在高分辨率情况下的精确星地几何模型是必要的，但该精确星地几何模型和相应公式推导都很复杂，不利于信号处理。现有的星载SAR雷达的斜距历程基本都进行了近似操作，为简化精确星地几何模型，一般将星载弯曲轨道近似为直线模型，同时也不考虑SAR雷达方位向速度的非匀速特性。传统的等效斜视斜距模型虽然具有便于推导成像算法的优点，但却没有考虑卫星等效速度沿SAR雷达方位向的变化，在对分辨率要求高的情况下，传统的等效斜视斜距模型近似误差大。现有的星载斜视SAR雷达成像方法采用等效斜视斜距模型，处理低分辨率星载斜视SAR雷达成像效果好，但是处理高分辨率星载斜视SAR雷达成像效果较差。

发明内容

针对以上现有技术存在的不足，本发明的目的在于提出一种高分辨率大场景下的星载斜视SAR雷达成像方法，该种高分辨率大场景下的星载斜视SAR雷达成像方法首先建立星载斜视SAR雷达的斜距历程模型，其中包含精确斜距历程表达式；星载斜视SAR雷达接收检测范围内的目标回波信号，再对所述目标回波信号在方位向进行重采样，并对重采样后的所述目标信号依次进行距离向快速傅里叶变换和距离向脉冲压缩处理，得到距离向脉冲压缩处理后的目标回波信号后，再进行方位上FFT，得到方位向上的二维频域目标回波信号，进而计算得到星载斜视SAR雷达检测范围内的目标相位后，设定相位补偿函数，并使用设定的相位补偿函数对星载斜视SAR雷达检测范围内的目标相位进行补偿，最后对剩余相位进行的方位向二维频域目标回波信号插值处理，得到最终的星载斜视SAR图像。

一种高分辨率大场景下的星载斜视SAR雷达成像方法，包括以下步骤：

步骤1，建立星载斜视SAR雷达斜距历程模型，且所述斜距历程模型中包含精确斜距历程表达式R(t_a)；星载斜视SAR雷达接收检测范围内的目标回波信号，再对所述目标回波信号在方位向进行重采样，并对重采样后的所述目标信号依次进行距离向快速傅里叶变换和距离向脉冲压缩处理，得到距离向脉冲压缩处理后的目标回波信号；