[发明专利]斜距历程与航向交点表征的双基前视SAR成像方法

说明书

一种斜距历程与航向交点表征的双基前视SAR成像方法，其具体步骤是：1)机载发射机侧视发射线性调频信号，机载接收机前视接收目标的回波数据；2)计算机载发射机发射线性调频信号的方位慢时间每个时刻的双基前视前视SAR距离和；3)获取距离向匹配滤波后的二维空变的时域回波数据；4)计算斜距历程与航向在成像坐标系的交点位置；5)确定场景参考点的位置；6)构建二维空变的匹配滤波函数；7)获取双基前视SAR图像。本发明用于在机载雷达中实现双基前视SAR实测数据成像中，直接计算出回波数据的多普勒参数，具有实时成像效率高，成像效果好的优点。

技术领域

本发明属于雷达技术领域，更进一步涉及雷达信号处理技术领域中的一种斜距历程与航向交点表征的双基前视SAR(Synthetic Aperture Radar)成像方法。本发明可用于在机载雷达中实现双基前视SAR实测数据成像。

背景技术

双基前视SAR能全天候、全天时工作，不受使用环境限制，双基前视SAR成像技术已成为实现精确制导一项重要技术。如何减少成像运算量，提高成像速度是实现双基前视SAR快速成像的关键。现有双基前视SAR成像方法运算量大，处理时间长，在时实性方面有待提高。

上海无线电设备研究所在其申请的专利文献“基于低精度惯性导航系统的弹载SAR运动补偿方法”(公开号：CN111381217A，申请号：202010251164.7，申请日：2020年04月01日)中公开了一种前视SAR成像方法，该方法既适用于双基前视SAR成像又适用于单基SAR成像。该方法的双基前视SAR成像步骤如下：1.对接收到的二维时域信号进行距离向傅里叶变换，再对距离频域，方位时域的信号在距离向进行距离脉压与距离走动校正，2.对距离向处理后的信号进行距离傅里叶逆变换，方位向采用MD算法估计SAR回波数据中的多普勒瞬时调频率，3.通过该调频率构造SAR方位向匹配滤波函数，从而对多普勒调频率所带来的相位误差进行补偿，4.实现双基前视SAR成像。该方法存在的不足之处是，采用MD算法估计SAR回波数据中的多普勒瞬时调频率的运算量非常大，在双基前视SAR实时成像中耗时长，实用性差，为实现实时成像，降低估计多普勒调频率的运算量，又会损失双基前视SAR实时成像的精度。

孟自强在其发表的论文“双基前视高机动平台SAR系统特性及成像算法研究”(西安电子科技大学博士论文2016年)中提出了一种双基前视SAR成像方法。该方法成像步骤如下：1.对接收到的二维时域信号进行距离向傅里叶变换，再对距离频域，方位时域的信号在距离向进行距离脉压与距离走动校正，2.对距离向处理后的信号进行距离傅里叶逆变换，之后在方位向采用了一种参考点获取方法获取一个参考点。参考点获取方法采用与场景中心点多普勒值相等的点，作为双基前视SAR在方位向的参考点。3.通过参考点计算合成孔径中心时刻的多普勒参数，4.通过对合成孔径中心时刻的多普勒参数进行插值，得到双基前视SAR回波信号的多普勒参数，5.对多普勒参数所带来的相位误差进行补偿，实现双基前视SAR成像。该方法存在的不足之处是，通过插值获得双基前视SAR回波信号的多普勒参数，插值增加了该方法的冗余量，导致双基前视SAR实时成像耗时长。对于选取与场景中心点多普勒值相等的点作为双基前视SAR在方位向的参考点，在离参考点距离较大的边缘处成像效果不好，图像边缘模糊。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提出一种斜距历程与航向交点表征的双基前视SAR成像方法，用于解决现有技术中采用MD算法或者通过插值获得多普勒参数运算量与成像精度矛盾很难应用于双基前视SAR实时成像，以及选取合成孔径中心时刻的参考点影响成像效率且导致边缘成像模糊的问题。

实现本发明目的的技术思路是，充分利用双基前视SAR成像构型的特点，在获取二维空变的时域回波数据的前提下，计算斜距历程与航向在成像坐标系中的交点位置，将该交点作为双基前视SAR场景参考点，再通过参考点位置坐标构建时域回波数据的二维空变的匹配滤波函数，得到双基前视SAR图像，避免了需要大量运算获得多普勒参数的方法且选取多个参考点有效避免了边缘成像模糊的问题。

实现本发明目的的具体步骤如下：