[发明专利]基于球体模型的俯冲段FENLCS大斜视高分辨成像方法及系统

权利要求书

1.基于球体模型的俯冲段FENLCS大斜视高分辨成像方法，其特征在于，包括：

S1.构建机动平台俯冲段SAR成像的几何构型，并分析所述几何构型的回波特性、空间斜视角的空变特性；

S2.对回波信号进行距离向处理；

S3.构建等距球体解析模型，并利用方位空变的残留高阶RCMC方法提高所述距离向处理的精度；

S4.基于构建的等距球体解析模型对方位空变的多普勒相位进行重新建模，利用FENLCS方法去除多普勒中心频率、实现多普勒调频率方位的均衡，再进行方位压缩，获得最终的聚焦图像；

所述步骤S1包括：

S11.构建机动平台俯冲段SAR成像几何构型，其中雷达平台沿LMN轨迹进行曲线加速运动，目标点P1的瞬时斜距可表示为：

其中，

其中，v表示雷达平台瞬时的三维速度；v_x,v_y,v_z表示雷达平台瞬时的三维速度的分解；a表示雷达平台瞬时的三维加速度；a_x,a_y,a_z表示雷达平台瞬时的三维加速度分解；t表示方位慢时间；h表示雷达平台瞬时高度；r_c为波束中心斜距；θ为空间斜视角；β为波束在地面的投影与方位向的夹角；t_a表示方位慢时间；t_c表示雷达平台波束中心穿越成像目标点的方位时间；r_g表示点在地面上的投影到Y轴的距离；

S12.分析所述几何构型的回波特性、空间斜视角的空变特性；

若LFM信号为发射信号，将解调回基带的回波信号表示为：

其中，w_r(.)和w_a(.)分别表示距离、方位包络；τ表示距离向快时间；f_c表示载频；K_r表示线性调频率；c表示光速；T_a表示合成孔径时间；

将公式(3)变换至距离频域：

其中，f_r为距离频率；

所述步骤S2中对回波信号进行距离向处理包括LRWC处理和KT处理，具体包括：

S21.加速度校正处理和LRWC处理，表示为：

其中，k_i0＝k_i(r_c0,0,θ₀),i＝1,2,3,4，k_i0a表示k_i0的加速度分量，θ₀表示成像场景中心参考点处的斜视角；指数项中的k₁₀(r_c0,0,θ₀,v)t_a表示LRWC系数；k_i0a(r_c0,0,θ₀,a)表示加速度补偿项；

将式(5)与式(4)相乘，补偿结果为：

S22.通过KT变换去除方位零时刻处的线性RCM；

利用KT变换进行重采样：

t_a＝t_mf_c/(f_r+f_c)

将重采样后的信号在f_r＝0处进行三阶泰勒级数展开，得：

其中，φ₀表示方位调制项系数，φ₁表示距离位置项系数，φ₂表示二次距离调频项系数，φ₃表示高次距离方位耦合项系数，具体表达式为：

S23.对高阶RCM进行二次距离压缩和BRCMC处理，匹配滤波器分别表示为：

HSRC(f_r,t_m；r_c0,θ₀)＝exp{-jπ[φ₂(t_m；r_c0,0,θ₀)f_r²+φ₃(t_m；r_c0,0,θ₀)f_r³]} (9)

将式(7)、式(9)与式(10)相乘可得RCM距离延迟曲线为：

其中，μ₀表示点目标到机动平台方位零时刻位置的距离；Δμ(t_m；r_c,t_c)表示BRCMC处理后的剩余高阶RCM残留。