[发明专利]一种大斜视滑动聚束SAR成像处理方法

说明书

技术领域

本发明属于信号处理领域，涉及一种SAR成像处理方法，具体涉及一种大斜视滑动聚束SAR成像处理方法。

背景技术

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)是一种工作在微波频段的主动式遥感器，它具有全天候、全天时工作的特点，能够大面积成像，并具有对某些地物的穿透能力，在某些情况下，能起到其它遥感手段起不到的作用。

高精度成像处理算法是获取高质量雷达图像的基础，也是SAR系统应用的前提。由于回波信号中存在着固有的距离方位耦合现象，使得SAR回波信号成像处理无法通过二个一维匹配滤波处理来实现。目前，针对星载SAR回波信号的成像处理方法主要存在四大类：第一类成像处理方法利用同一距离门内回波信号具有相同的频谱特性，而不同距离门内回波信号距离徙动曲线近似平行的特性，在距离多普勒域内完成距离徙动校正处理、二次距离脉冲压缩及方位向相位补偿处理，实现回波信号的聚焦处理，这类成像处理方法的典型代表为RD成像处理算法；第二类成像处理方法利用Chirp信号的特点，通过与复信号相乘处理完成距离向的插值处理，进而实现不同距离门距离徙动曲线的修正处理，然后通过统一的相位补偿处理来实现距离徙动校正处理、二次距离脉冲压缩及方位向相位补偿处理，实现回波信号的聚焦处理，这类成像处理方法的典型代表包括Chirp Scaling成像处理算法、Frequency Scaling成像处理算法等；第三类成像处理方法通过插值处理来完成不同距离门距离徙动的修正处理，然后通过统一的补偿处理来完成回波信号的聚焦处理，这类成像处理方法的典型代表为波数域成像处理算法；第四类成像处理方法直接在时域内搜索各目标点的累积回波信号，完成对回波信号的聚焦处理，这类成像处理方法的典型代表为后向投影算法。

对比四类成像处理方法都存在一定的适用局限性，第一类成像处理方法的前提在于不同距离门距离徙动曲线近似平行的基础上，显然随着斜视角的增加不同距离门多普勒参数的变化加大，处理算法的近似误差也就越大；第二类成像处理方法在推导时存在一定的近似处理，随着发射信号带宽及方位多普勒带宽的增加近似误差越来越大，并不适用于大斜视状态下的成像处理；第三类成像处理方法通过插值处理来实现变量替换，完成不同距离门距离徙动曲线的修正处理，但该处理方法很难考虑不同距离门多普勒参数的变化，在大斜视状态下会引入较大的近似误差；第四类成像处理方法能够适用于各类情况下的成像处理，但该处理方法的运算量较大，尤其是在大斜视高分辨率模式下，回波信号数据量非常大，此时采用该类成像处理方法所面临的运算量将导致成像处理方法无法实现。显然，以目前存在的各种成像处理方法无法完成大斜视高分辨率模式下的高精度成像处理。

发明内容

本发明的目的是为了解决大斜视高分辨率模式下的高精度成像处理的问题，提出了一种大斜视滑动聚束SAR成像处理方法。该处理方法针对大斜视模式下回波信号的特点，首先去除大斜视模式下回波信号的距离游走，然后，利用方位向Deramp处理来缓解方位多普勒带宽与脉冲重复频率之间的矛盾，接着，利用二维相位补偿处理来完成对回波信号的粗聚焦处理，最后，通过方位二次聚焦处理完成对回波信号的精确聚焦处理。从整体上看，该处理流程主要包含方位向Deramp处理、二维相位补偿、插值处理、图像粗聚焦处理和方位二次聚焦处理等五个部分，包括如下几个步骤：

步骤一：方位向Deramp处理；

在本发明中采用先去除回波信号中由于波束指向变化所导致的参考斜距的变化，减小回波信号的数据量，然后利用方位向Deramp处理来实现方位向增采样处理，使得处理后回波信号的方位采样频率大于回波信号的多普勒带宽。

首先计算每个脉冲时刻由于波束指向变化所导致的参考斜距的变化，如下式所示：