[发明专利]星载全方位SAR自适应目标三维重建方法

摘要

本发明公开的一种星载全方位SAR自适应目标三维重建方法，解决了利用星载全方位SAR高效地对目标进行三维高精度重建的问题。实现步骤是：获取距离脉压后的全孔径回波数据；在参考地平面上用BP算法成像；加权回波反演法提取目标散射特性曲线；计算目标能量集中度；自适应提取具有高相干散射角的目标及其散射信息；分段子空间追踪算法实现目标三维重建。本发明通过加权回波反演法提取目标散射特性曲线，降低周围目标对提取目标的影响，提高目标散射特性曲线提取精度；使用分段子空间追踪算法实现目标三维重建，不受观测场景内具有高相干可散射角的目标数量的限制，目标三维重建精度较高，用于星载全方位SAR对目标进行三维重建。

主权项

1.一种星载全方位SAR自适应目标三维重建方法，其特征在于，包括有如下步骤：(1)获取距离脉压后的全孔径回波数据：星载全方位SAR照射观测场景，获取观测场景的全孔径回波数据，对全孔径回波数据进行距离向脉压处理，得到距离脉压后的全孔径回波数据；(2)在参考地平面上用BP算法成像：根据先验DEM计算观测场景平均高程，在平均高程所在地平面建立二维格网，平均高程所在地平面为参考地平面，利用BP算法对距离脉压后的全孔径回波数据在参考地平面上进行相干累加获取SAR复图像；(3)加权回波反演法提取目标散射特性曲线：对提取的SAR复图像进行加权处理，距离中心像素越远的像素权值越小，降低周围目标的影响，对SAR复数图像进行加权处理之后，用回波反演法提取观测场景内所有目标的散射特性曲线；(4)计算各目标能量集中度：利用各目标的散射特性曲线，根据能量集中度的定义计算各目标的能量集中度，散射较弱且相干散射角较小的目标为各向同性目标，散射较强且相干散射角较大的目标为各向异性目标，各向同性目标能量集中度较大，各向异性目标能量集中度较小；(5)自适应提取具有高相干散射角的目标及其散射信息：设定能量集中度门限，自适应提取能量集中度小于所设门限的目标，根据所提取目标的散射特性曲线估计其峰值散射方位角和散射持续角，峰值散射方位角即为散射特性曲线峰值所对应的方位角，散射持续角即为散射特性曲线的主瓣宽度，目标的峰值散射方位角和散射持续角描述了其有效散射角；设定散射持续角门限，自适应提取散射持续角大于所设门限的目标，所提取目标为具有高相干散射角的目标，记录所提取目标的二维平面位置；(6)建立目标三维重建模型：利用所提取目标的二维平面位置、参考成像平面高程、峰值散射方位角和散射持续角等信息，根据现有目标三维重建理论建立加权回波反演法提取出的具有高相干散射角的目标的三维重建模型；(7)分段子空间追踪算法实现目标三维重建：分段子空间追踪算法在参考成像平面高程附近建立高程格网，根据目标的三维重建模型构建观测矩阵，计算残差向量，迭代求出残余向量的2‑范数最小时待估计目标的标签，即对应高程格网点，所对应的高程即为待估计目标的高程。