[发明专利]一种大斜视角SAR的改进Omega-K成像方法

说明书

本发明提出了一种大斜视角SAR的改进Omega‑K成像方法，通过对原始回波数据S先后进行距离向快速傅里叶变换、距离向脉冲压缩、距离向离散傅里叶逆变换、运动补偿、二维快速傅里叶变换和一致压缩，并计算频谱偏移量f′_τ,min来修正Stolt插值，再对每个数据点进行距离向离散傅里叶逆变换，并进行线性相位补偿和方位向离散傅里叶逆变换，得到最终的成像结果。本发明的方法节省硬件存储资源，运算简单，保证成像质量，算法效率高。

技术领域

本发明属于SAR成像技术领域，尤其是涉及一种大斜视角SAR的改进Omega-K成像方法。

背景技术

Omega-K算法是合成孔径雷达(synthetic aperture radar，简称SAR)的一种经典成像算法，其通过在二维频域进行一致压缩来完成参考距离处的完全聚焦，再通过Stolt插值无近似完成非参考距离处的残余距离徙动校正(RCMC)、残余二次距离压缩(SRC)以及残余方位压缩。Stolt插值的映射关系为：

其中，f₀为载频频率，f_τ为距离频率，c为光速，f_η为方位频率，V_r为雷达速度，f_τ'为映射后的距离频率。上式将原来的距离频率f_τ映射为新的距离频率f_τ'，残余相位是f_τ'的线性函数，因而消除了残余相位调制，实现了非参考位置的目标的精确聚焦。

Stolt映射会导致频谱的移位和扭曲，且斜视角越大这种现象越明显。在斜视角大于一定值时，Stolt映射后频谱的移位和扭曲会超出支持域的范围，造成频谱分量损失，严重地影响了成像质量。

以往通过使用扩展Omega-k算法，大大增加了Stolt插值的运算复杂度，实时性较差；而通过在Stolt插值扩大二维支持域的方法，则以牺牲硬件存储资源来换取成像质量，在SAR回波数据庞大的今天，势必对算法效率造成很大影响。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种大斜视角SAR的改进Omega-K成像方法，通过计算距离向频谱经Stolt映射后的偏移量，重新规定插值前距离频率映射f_τ'的范围，来修正Stolt插值，使得二维频域落入原支持域内，从而节省硬件存储资源，保证成像质量，提高算法效率。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种大斜视角SAR的改进Omega-K成像方法，包括以下步骤：

步骤1：获取原始回波数据S；

步骤2：对原始回波数据S先后进行距离向快速傅里叶变换FFT、距离向脉冲压缩、距离向离散傅里叶逆变换IFFT、运动补偿、二维FFT和一致压缩；

步骤3：计算频谱偏移量f_τ'_,min，修正Stolt插值；

步骤4：对每个数据点进行距离向IFFT，将数据变换到距离多普勒域，得到数据点S_ik；

步骤5：根据f_τ'_,min进行线性相位补偿，完成距离向频谱校正，得到数据点S'_ik；

步骤6：对数据点S'_ik进行方位向IFFT，得到最终的成像结果。

进一步的，本发明的大斜视角SAR的改进Omega-K成像方法，步骤1中原始回波数据S的大小为Na×Nr，其中，Na为方位向采样点数，Nr为距离向采样点数。

进一步的，本发明的大斜视角SAR的改进Omega-K成像方法，步骤2中经过一致压缩后的数据以二维矩阵的形式存储。