[发明专利]一种提高GNSS-SAR距离向压缩信号分辨率的方法

说明书

本发明提出一种提高GNSS‑SAR距离向压缩信号分辨率的方法。技术方案包括以下步骤：将收到的GNSS‑SAR回波信号进行预处理，生成距离向压缩信号；对距离向压缩信号在每一个采样点上进行平方处理；对上述结果进行关于距离向延时的二阶导数处理，得到分辨率增强的距离向压缩信号；对分辨率增强的距离向压缩信号进行载波相位恢复的处理，即得到高分辨率的距离向压缩信号。本发明可以显著地提升信号的距离向分辨率，并且不影响雷达成像的后续处理。

技术领域

本发明属于SAR(SyntheticAperture Radar，合成孔径雷达)成像技术领域，具体地说，本发明涉及一种对获得的距离向压缩信号进行处理，以提升其距离向分辨率的方法。

背景技术

利用GNSS(Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统)为机会式发射源(Transmission ofopportunity)的被动式SAR系统，简称GNSS-SAR，在近十年内得到了广泛的关注。由于其系统无需特定的信号发射装置，其成本比传统主动式SAR的要低很多，并且隐蔽性以及抗电子侦察的性能更好。又因为GNSS信号的发射是从不间断的，因此，比起其他形式的被动式SAR，GNSS-SAR可全天候、无盲区的进行目标探测。

但是，由于GNSS原始信号带宽的限制，导致了GNSS-SAR的距离向分辨率较低，这将导致在距离向坐标中很近的两个物体很难从GNSS-SAR图像上区分开来，严重影响了其在实际应用中的效果。基于现有的方法^[1,2]，在最优双基地角的情况下，两倍信号带宽值是决定距离向分辨率的唯一因素。反应到距离向压缩信号中，时域上的压缩脉冲的主瓣宽度值(伪随机码相关函数的主瓣宽度)即两倍信号带宽值。GNSS-SAR中最佳距离向分辨率与其对应的带宽如表一所示。

基于表一所示的性质，现阶段大部分GNSS-SAR相关工作采用带宽较高的GNSS信号以达到较高的距离向分辨率。也有相关工作利用Galileo E5信号频谱连续的特性，合成Galileo E5a和E5b的信号以提升距离向分辨率^[2]。但是，在这些工作中，最佳距离向分辨率仍然束缚于两倍信号带宽的水平，能否打破该束缚，进一步的提升距离向分辨率以满足高分遥感的需求是非常值得探讨的问题。

表1 GNSS信号带宽与最佳距离向分辨率一览表