[发明专利]曲线轨迹模型下的GEO SAR调频率变标成像方法

权利要求书

1.一种曲线轨迹模型下的GEO SAR调频率变标成像方法，包括如下步骤：

(1)对同步轨道卫星轨道方程进行高阶泰勒展开，建立GEO SAR曲线轨迹模型下的斜距高阶表达式；

(2)基于斜距高阶表达式采用级数反演法推导GEO SAR回波信号的二维频谱表达式；

(3)将二维频谱表达式进行距离频率的三次泰勒展开，得到距离频率的零次、一次、二次和三次相位项；

(4)三次相位项补偿：

4a)对GEO SAR回波信号进行二维FFT处理，将其变换到二维频域；

4b)将变换到二维频域的回波数据和步骤(3)得到的距离频率的三次相位项的共轭进行相乘，实现距离频率的三次相位项补偿；

(5)调频率变标操作：

5a)将完成三次相位项补偿后的信号进行距离IFFT处理，将其从二维频域变换到距离-多普勒域；

5b)利用数值计算的方法通过线性拟合得到距离徙动曲线相对于距离的解析表达式，从而得到CS相位函数；

5c)将CS相位函数和步骤5a)中变换到距离-多普勒域的信号相乘实现调频率变标操作；

(6)在二维频域补偿：

6a)进行距离FFT处理，将距离-多普勒域的信号变换到二维频域；

6b)将二维频域的回波数据与距离补偿函数相乘实现距离聚焦和距离徙动校正；

(7)方位聚焦：

7a)将经过二维频域补偿后的信号进行距离IFFT处理；

7b)将IFFT的结果沿方位向乘以方位补偿函数完成方位压缩和方位剩余相位校正；

7c)进行方位IFFT，完成方位聚焦，得到聚焦的GEO SAR图像。

2.根据权利要求1所述的曲线轨迹模型下的GEO SAR调频率变标成像方法，其特征在于：所述步骤(1)中，对同步轨道卫星轨道方程进行高阶泰勒展开，将得到的瞬时斜距在孔径中心处做泰勒级数展开，展开后的序列保留至四次项，得到GEO SAR曲线轨迹模型下的斜距高阶表达式：

R(tm)=R0+k1tm+k2tm2+k3tm3+k4tm4]]>

其中，t_m为慢时间，R₀为参考距离，k₁为距离走动项，k₂为距离弯曲项，k₄为高阶项。

3.根据权利要求1所述的曲线轨迹模型下的GEO SAR调频率变标成像方法，其特征在于：所述步骤(2)中采用级数反演法，推导GEO SAR回波信号的二维频谱表达式如下

其中，f_r为距离频率，f_a为方位频率，a_r(f_r)为距离谱包络，a_a(f_a)为方位谱包络，

为二维频谱相位。

4.根据权利要求1所述的曲线轨迹模型下的GEO SAR调频率变标成像方法，其特征在于：所述步骤(5b)中采用数值计算方法通过线性拟合得到距离徙动曲线相对于距离的解析表达式为：

R(f_a；R₀)＝A(f_a)+B(f_a)R₀

其中，A(f_a)和B(f_a)分别为距离徙动表达式的零次项和一次项；

构造的CS相位函数为

其中，为快时间；为距离频率f_r的二次项系数，为变标因子，f_ref为参考频率，为场景中心目标的距离徙动曲线，c为光速，R_s为场景中心斜距。