[发明专利]一种星载多基线全息SAR成像方法

权利要求书

1.一种星载多基线全息SAR成像方法，其特征在于，其基于多航过地球同步轨道基线实现360度全方位成像，包含以下步骤：

S1、建立地球同步轨道星载全息SAR成像的运行轨道模型；

S2、建立地球同步轨道星载全息SAR回波信号模型；

S3、全息二维成像；

S4、通过构造高度向稀疏基用以建立三维成像稀疏基；

S5、利用压缩感知重构算法对地面目标的高度重构；

S6、全息图像显示。

2.如权利要求1所述的星载多基线全息SAR成像方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述运行轨道模型为：

式中，φ表示经度；λ表示维度；λ₀为起始经度；R_s表示卫星到地心距离e表示偏心率；f表示真近心角；i表示轨道倾角；A表示轨道半长轴。

3.如权利要求2所述的星载多基线全息SAR成像方法，其特征在于，所述步骤S2中，进一步包含：

根据地球同步轨道星载全息SAR成像的运行轨道模型和成像几何模型，得到信号的距离历程用以建立所述地球同步轨道星载全息SAR回波信号模型，回波信号模型为：

式中，τ代表快时间；t_m代表慢时间；c代表光速；σ_T表示目标的散射系数；和分别表示第n次航过卫星和地面目标在斜距坐标系中的位置；f_c为载频；

表示发射信号的快时间域时延；表示空间位置相关项；表示平地相位；表示方位位置项；表示高度位置项。

4.如权利要求3所述的星载多基线全息SAR成像方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述全息二维成像包含以下过程：

S31、划分子孔径大小，其中，假设整个圆形轨道被分为M个子孔径，每个子孔径的大小为则

S32、成像场景划分为合适的二维网格，并做距离匹配滤波，参考函数为：

H₁(τ)＝exp(-jπγτ²) (1-12)

式中，γ表示发射信号的调频斜率；

S33、计算成像空间内地球同步轨道SAR圆形轨迹的发射信号时延：

式中，表示地球同步轨道SAR在方位角处距二维成像空间中任一目标P的距离；

S34、进行距离向数据插值与重采样，并补偿剩余相位，该补偿相位的表达式为：

S35、进行相干叠加、二维聚焦，得到成像场景中所有目标散射点的二维聚焦结果，聚焦后的二维信号表达式为：

式中，a(τ,t_m)是位置函数；

S36、二维聚焦后进行自孔径拼接，并在每个距离方位单元进行高度重构。

5.如权利要求4所述的星载多基线全息SAR成像方法，其特征在于，所述步骤S36中，进一步包含：

同一个散射单元的高度在360度方向上高度是不变，在孔径成像时，选择第n次观测时子孔径中心位置到场景中心的距离R_n0代替二维聚焦图像变为：

其中，为高度向基线随慢时间变化的长度。

6.如权利要求5所述的星载多基线全息SAR成像方法，其特征在于，所述步骤S4中，进一步包含：

划分地面高度单元：[s₁,s₂…s_Q-1,s_Q]，高度间隔为Δs＝s₂-s₁，构造高度向稀疏基：

7.如权利要求6所述的星载多基线全息SAR成像方法，其特征在于，所述步骤S5中，进一步包含：

利用压缩感知重构算法对地面目标的高度重构，重构的高度为：

其中，ξ表示拉格朗日算子，s_re表示参考高度，s为散射点实际高度。