[发明专利]基于混合坐标系的颠簸平台SAR快速时域成像方法

权利要求书

1.基于混合坐标系的颠簸平台SAR快速时域成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，采用颠簸平台SAR发射并接收回波信号；对回波信号进行解调，得到解调后的基带回波信号s₀(τ,t_m)，对解调后的基带回波信号s₀(τ,t_m)进行距离向匹配滤波处理，得到距离压缩后的信号s(τ,t_m)；其中，τ为距离快时间，t_m为方位慢时间；

步骤2，设定距离压缩后的全孔径数据s(τ,t_m)长度为L，将距离压缩后的全孔径数据s(τ,t_m)均匀划分成K个子孔径数据，其中，每个子孔径的长度l＝L/K；并构建混合坐标系成像网格；

所述构建混合坐标系成像网格的具体步骤为：

建立混合坐标系，混合坐标系以孔径中心为原点，以垂直于雷达轨迹方向为y轴方向，在距离维和角度维进行等间隔划分，建立起混合坐标系成像网格(y,θ)；其中，y和θ满足关系：

y＝r·cosθ；

其中，y表示像素点到理想航迹的最近距离，即距离维，θ表示垂直飞行平台速度方向与像素点到孔径中心连线的夹角，即角度维，r为像素点到孔径中心的距离；

步骤3，将每个子孔径数据在混合坐标系成像网格上进行后向投影，得到每个子孔径数据对应的混合坐标系下的子孔径图像I_k(y,θ_k)；

其中，y表示混合坐标系成像网格中像素点到理想航迹的最近距离，θ_k表示垂直飞行平台速度方向与像素点到第k个子孔径中心连线的夹角；

所述混合坐标系下的子孔径图像I_k(y,θ_k)的表达式为：

其中，I_k(y,θ_k)表示第k个混合坐标系下的子孔径图像，k表示第k个子孔径，θ_k表示垂直飞行平台速度方向与像素点到第k个子孔径中心连线的夹角；v表示载机沿x方向飞行的水平速度；R(y,θ_k；t_m)表示t_m时刻雷达天线相位中心到像素点(y,θ_k)的瞬时斜距，其表达式为：

步骤4，将混合坐标系下的子孔径图像I_k(y,θ_k)通过混合坐标系下的快速后向投影或者快速分解后向投影，得到全空间分辨率的SAR图像I(x,y)；

其中，x表示像素点到孔径中心距离在速度方向的投影距离；

所述快速后向投影的具体步骤为：

首先，采用角度维插值将每个混合坐标系下的子孔径图像I_k(y,θ_k)转换成对应的笛卡尔坐标系下的子孔径图像I_k(x,y)：

其中，R(x,y；t_m)表示t_m时刻雷达天线相位中心到笛卡尔坐标系成像网格中像素点(x,y)的瞬时斜距；

其次，对K个笛卡尔坐标系下的子孔径图像I_k(x,y)进行相干相加，得到一幅全空间分辨率的SAR图像I(x,y)：

其中，x表示像素点到孔径中心距离在速度方向的投影距离；

所述快速分解后向投影的具体步骤为：

首先，对K个混合坐标系下的子孔径图像I_k(y,θ_k)进行递归融合，得到一幅混合坐标下的全空间分辨率的SAR图像I^(G)(y,θ)；

其次，将混合坐标下的全空间分辨率的SAR图像I^(G)(y,θ)，通过角度维插值转换成笛卡尔坐标下的全空间分辨率的SAR图像，即为全空间分辨率的SAR图像I(x,y)为：