[发明专利]联合残余相位消除的双基地ISAR稀疏高分辨成像方法

说明书

本发明适用于雷达信号处理技术领域，提供了一种联合残余相位消除的双基地ISAR稀疏高分辨成像方法，该方法包括：通过设定距离波门的中心坐标为等效旋转中心距离坐标，根据第一回波信号将距离空变相位相位转化为平动残余相位，得到校正后的第二回波信号；构造基于平动残余相位的相位误差矩阵和对应的压缩感知矩阵，根据基于平动残余相位的相位误差矩阵和压缩感知矩阵，获得符合稀疏高分辨双基地ISAR成像场景的第二回波信号对应的稀疏化成像模型；基于统计先验进行图像和噪声建模，通过全贝叶斯推理稀疏，对稀疏化成像模型进行稀疏高分辨成像重构和残余相位误差迭代校正，输出目标重构图像，从而可以得到质量较高的图像。

技术领域

本发明属于雷达信号处理技术领域，尤其涉及一种联合残余相位消除的双基地ISAR稀疏高分辨成像方法及终端设备。

背景技术

对于双基地ISAR成像而言，一些情况下难以获得连续长时间稳定回波。若雷达脉冲遭遇干扰或目标发生闪烁，将导致若干脉冲的回波信噪比难以达到成像要求，后续处理过程中需要舍弃相应回波；对于多任务多功能双基地ISAR系统，需要完成一个甚至多个目标的搜索、跟踪和成像任务，在目标有限的观测时间内，雷达需要在不同波束形式或不同波束指向间进行切换。这些情况下，对于单个目标而言观测孔径存在不连续性，导致产生方位向稀疏孔径采样。

稀疏孔径对双基地ISAR成像提出了更大挑战。稀疏孔径导致传统相位自聚焦算法性能下降，难以满足补偿精度要求，导致产生平动补偿残余相位，在高分辨场景下需要进行越分辨单元徙动校正时，在校正转动引入的距离空变二次相位项(越多普勒单元徙动校正)过程中，难以准确获得等效旋转中心位置，无法完全校正距离空变二次项引入的散焦，传统的越距离单元徙动校正方法难以克服数据缺失的影响，性能下降，导致成像质量低。现有双基地稀疏孔径ISAR成像算法，假定已完全实现相位自聚焦，或者考虑相位自聚焦但没有考虑越多普勒单元徙动校正残余相位，难以适应双基地ISAR高分辨稀疏孔径成像应用场景。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种联合残余相位消除的双基地ISAR稀疏高分辨成像方法及终端设备，以解决现有技术中双基地稀疏孔径ISAR成像算法成像质量低的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种联合残余相位消除的双基地ISAR稀疏高分辨成像方法，包括：

对预设成像弧段的双基地ISAR稀疏孔径回波信号进行预处理，得到第一回波信号；

当设置距离波门的中心坐标为等效旋转中心距离坐标时，根据所述第一回波信号将距离空变相位相位转化为平动残余相位，得到校正后的第二回波信号；

构造基于平动残余相位的相位误差矩阵和对应的压缩感知矩阵，根据所述基于平动残余相位的相位误差矩阵和所述压缩感知矩阵，获得符合稀疏高分辨双基地ISAR成像场景的所述第二回波信号对应的稀疏化成像模型；

基于统计先验进行图像和噪声建模，通过全贝叶斯推理稀疏，对所述稀疏化成像模型进行稀疏高分辨成像重构和残余相位误差迭代校正，输出目标重构图像。

可选的，所述第一回波信号为：

其中，表示经过包络对齐和相位自聚焦处理后的散射点p的第一双基地ISAR稀疏孔径回波信号，表示快时间，t_m表示成像时刻，σ_P表示在成像时刻t₀散射点P的散射系数，T_p表示双基地雷达的脉冲宽度，c表示电磁波在自由空间的传播速度，μ表示双基地雷达的调频率，R_{p_rot}(t_m)表示所述预设成像弧段的转动项，j表示虚数，表示第m个脉冲的残余平动相位。

可选的，所述当设置距离波门的中心坐标为等效旋转中心距离坐标时，根据所述第一回波信号将距离空变相位相位转化为平动残余相位，得到校正后的第二回波信号，包括：