[发明专利]一种双基地前视合成孔径雷达成像方法

权利要求书

1.一种双基地前视合成孔径雷达成像方法，具体包括如下步骤：

步骤一：成像系统参数初始化，包括如下参数：平台速度，记为V，发射平台零时刻位置，记为(x_0T，y_0T，z_0T)，接收站零时刻位置，记为(0，y_0R，z_0R)，发射站天线斜视角，记为θ_sT；接收站天线下视角，记为θ_dR；发射站中心斜距，记为r_0T；接收站中心斜距，记为r_0R，中心频率，记为f₀；

将方位时间向量记为：T_a＝{-PRI·N_a/2，-PRI·(N_a/2-1)，L，PRI·(N_a/2-1)}^T，PRI为脉冲重复间隔，N_a为目标回波方位点数，双基地距离和向量为R_b(T_a)＝R_T(T_a)+R_R(T_a)，其中R_T(T_a)、R_R(T_a)为发射站和接收站的距离历史，分别为RT(Ta)=r0T2+V2Ta2-2r0TVTasinθsT,]]>RR(Ta)=r0R2+V2Ta2-2r0RVTacosθdR,]]>

构造距离频率向量f＝{-f_s/2，-f_s/2+f_s/N_r，-f_s/2+2f_s/N_r，L，f_s/2-f_s/N_r}，f_s为距离向采样频率，N_r为距离向点数；方位频率向量f_a＝{-PRF/2，-PRF/2+PRF/N_a，-PRF/2+2PRF/N_a，L，PRF/2-PRF/N_a}^T，PRF为脉冲重复频率；

步骤二：计算双基地前视SAR点目标响应二维频谱，将R_b(T_a)对方位时间T_a做M阶最小二乘多项式拟合，得到拟合系数为K_R＝{k_R0，k_R1，k_R2……k_RM}，则Rb=kR0+kR1Ta+kR2Ta2+······+kRMTaM,]]>

采用序列反转方法，得到双基地前视SAR点目标响应二维频谱相位Φ_SR(f，f_s)，同时，采用数值计算方法，得到精确的二维频谱数值解Φ_NU(f，f_s)；

步骤三：将步骤二中的点目标响应的二维频谱相位Φ_SR(f，f_s)沿距离频率向量f做多项式展开，

将1/(f+f₀)，1/(f+f₀)²，1/(f+f₀)³沿距离频率向量f做N阶最小二乘多项式拟合，得到拟合系数向量分别为K_f1＝{k_f10，k_f11，k_f12……k_f1N}，K_f2＝{k_f20，k_f21，k_f22……k_f2N}，K_f3＝{k_f30，k_f31，k_f32……k_f3N}，

将上述系数带入步骤二求得的双基地前视SAR点目标响应二维频谱相位Φ_SR(f，f_s)，得到按照距离频率展开的二维频谱相位距离频率一阶项相位因子对应距离单元徙动，记为Φ_rcm；二阶项相位因子对应二次距离压缩相位，记为Φ_src；常数项对应方位压缩，记为Φ_az；

步骤四：对接收到的二维回波数据进行二维傅立叶变换，将接收到的双基前视SAR回波信号数据矩阵记为S，沿距离向和方位向分别做二维傅立叶变换，将其变换到二维频域，得到复矩阵S_2f；

步骤五：高阶相位补偿，在二维频域内，通过共轭相乘补偿由计算点目标二维频谱相位产生的相位误差，补偿相位因子为：得到补偿后的二维频域回波数据

步骤六：距离向脉冲压缩，对经过步骤五补偿后的二维频域回波数据S_2fpc，利用常规匹配滤波方法实现距离向脉冲压缩，得到距离压缩后的双基地前视SAR数据，记为S_2frc；

步骤七：二次距离压缩，对经步骤六压缩后的数据，利用参考点处的二次距离压缩相位Φ_src构造二次距离压缩因子exp{jΦ_src}，进行二次距离压缩，补偿距离频率的二阶项，得到去除双基地前视SAR的距离方位耦合后的回波数据，记为S_2fsrc；

步骤八：距离单元徙动校正，对经过步骤七得到的数据S_2fsrc，采用距离向逆傅立叶变换将其变换到距离多普勒域，采用插值实现距离向空变的距离单元徙动校正；

步骤九：方位压缩，对经过步骤八的数据，利用产生的不同距离门的方位压缩参考函数exp{jΦ_az}，最终得到目标成像结果。