[发明专利]一种非均匀分布的多基线合成孔径雷达三维成像方法

说明书

技术领域

本发明涉及雷达三维成像技术领域，是一种针对非均匀分布的多基线合成孔径雷达三维成像的处理方法。

背景技术

多基线合成孔径雷达(SAR)通过雷达平台在高度方向上的多次重复飞行实现，采集得到了不同视角下对目标沿高度方向的多次采样，构成了高度向合成孔径，具有高度方向上的分辨能力；结合方位向上的孔径合成和距离向上的脉冲压缩，实现了对观测目标的三维成像。2000年，德国学者A.Reigber等人，在论文《First Demonstration of Airborne SAR TomographyUsing Multibaseline L-Band Data》中进行了多基线SAR三维成像的解析建模研究，并提出了使用谱估计方法实现多基线SAR三维成像的处理方法。在后续研究中，F.Lomdardini、S.Guillaso等人分别在论文《Adaptive spectralestimation for multibaseline SAR tomography with airborne L-band data》、《Polarimetric SAR Tomography》中，基于谱估计实现多基线SAR三维成像的原理，引入了Capon、MUSIC等现代信号处理方法进行高精度的高度向成像，获取了高分辨率的三维成像结果。这些处理方法都是在基线均匀分布的情况下进行的，它是非均匀的多基线SAR数据实现三维成像的基础。多基线SAR三维成像首先对每条轨迹采集的数据进行二维成像，获取目标在不同观测视角下得到的二维聚焦数据向量，然后对高度向合成孔径的采样数据进行空间谱估计，得到目标沿高度方向的图像，结合每次观测得到的目标距离-方位二维图像从而实现了对目标的三维成像。

一般的多基线合成孔径雷达三维成像的观测几何模型如图1所示。x为载机飞行的方位向，y为地距方向，z为垂直高度方向。对目标场景在不同高度位置上共进行了N次观测，每次观测在正侧视条带式的观测模式下进行，总基线跨度为L，其与水平方向的夹角为定义最低位置处的观测为参考位置，H是它的平台高度，参考位置处的波束中心视角为θ，其中心波束方向为参考斜距方向r，定义s为正交于载机飞行方向x和参考斜距方向r的仰角高度方向，则建立了三维成像坐标系x-r-s，坐标原点位于参考平台位置处。

第n次飞行观测所获取的目标二维聚焦信号可以表示为