[发明专利]一种机载双基前视SAR方位相位的二维空变校正方法

说明书

本发明提出了一种机载双基前视SAR方位相位二维空变的校正方法，解决了现有技术中存在的大幅宽场景成像下方位相位聚焦效果较差的技术问题。实现步骤为：计算机载双基前视SAR的斜距历程；计算机载双基前视SAR的斜距历程的泰勒展开式；根据泰勒展开式，计算场景中心点的回波信号；对场景中心点的回波信号进行距离向处理；对距离徙动校正后的回波信号进行方位高次相位滤波；对滤波后的方位信号进行方位向空变校正；对方位非空变回波信号进行距离向空变校正。本发明有效地提高了SAR回波数据的聚焦精度，有助于获得高质量的SAR图像，进而提高SAR图像检测和鉴别性能。

技术领域

本发明属于数字信号处理技术领域，涉及一种适用于机载双基前视SAR成像的方位向聚焦方法，可用于多种机载双基前视SAR成像算法中的聚焦处理。

背景技术

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)具有全天时、全天候的工作特点，并且可实现远近距离的探测。双基地SAR系统则是有别于单基SAR的一种全新工作模式，发射机和接收机分置在两个平台，因此，系统的配置更加灵活多样，接收机适装性强，电磁隐蔽性好。相对于机载单基SAR，机载双基前视SAR能够对飞机正前方区域进行探测，解决单基前视SAR无法前视的问题，是未来SAR技术应用的主要发展方向之一。

在双基前视SAR成像过程中，由于双基前视SAR收发平台分置，飞行模型复杂，回波存在比单基SAR更为严重的距离方位耦合。同时，在成像过程中采用时域校正距离走动消除二维耦合，这会加剧方位相位的方位空变，而且机载双基前视SAR构型会导致方位相位随距离向空变，造成方位相位的二维空变。在对大幅宽的场景的进行成像的时候，回波的方位相位的二维空变较为严重，导致回波的方位向聚焦较差，目前解决该问题的方法主要有基于单站固定的双基前视SAR空变校正的方法、基于斜距等效双基前视SAR的空变校正的方法、基于非线性变标(NLCS)的方位相位空变校正方法三种。

基于单站固定的双基前视SAR空变校正的方法采用了单站固定的模式来减少双基前视SAR的二维空变量，以达到空变校正的效果，但是由于单站固定不动，所以该模式不能对远距离的区域进行成像，不具有普遍性，应用不广泛；第二种基于斜距等效双基前视SAR的空变校正的方法进行了斜距近似等效处理，来降低双基前视SAR飞行模型的复杂性，以此简化双基前视SAR的二维空变校正，但是该方法在处理方位相位的方位空变的时候，对斜距进行了近似等效的方法，其构建的校正函数就会有误差，导致在对远距离场景进行成像的时候，场景边缘区域方位聚焦效果较差；

基于非线性变标的方位相位空变校正方法是目前应用最广泛、最实用和最有效的校正方法，该方法利用方位变标函数对回波数据全距离进行一致的变标处理，以此校正双基前视SAR的方位空变，但是并没有考虑变标函数随距离的变化，即忽略了机载双基前视SAR的距离向空变，在对大幅宽、远距离场景进行成像时，边缘区域的聚焦效果较差。例如：文献“WU Junjie,SUN Zhichao,and LI Zhongyu.etc.Focusing Translational VariantBistatic Forward-Looking SAR Using Keystone Transform and Extended NonlinearChirp Scaling[J].Remote Sensing,2016,8(10):840.”公开了一种基于非线性变标的方位相位空变校正方法，该方法利用方位变标函数对回波数据全距离进行一致的变标处理，以此校正双基前视SAR的方位空变，实现了交叉轨的机载双基地前视SAR的成像，但是并没有考虑变标函数随距离的变化，在对大幅宽场景成像时，会导致边缘场景点的目标散焦，无法良好成像。

发明内容

本发明的目的在于针对上述技术中存在的不足，提出一种机载双基前视SAR方位相位二维空变的校正方法，用于解决现有技术中存在的大幅宽场景成像下方位相位聚焦效果较差的技术问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案包括如下步骤：