[发明专利]超高分辨率星载SAR成像处理方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及超高分辨率星载合成孔径雷达(SAR，Synthetic Aperture Radar)成像处理技术，具体涉及一种超高分辨率星载SAR成像处理方法及装置。

背景技术

星载SAR综合利用合成孔径技术、脉冲压缩及数据处理等技术，采用较短的天线就能够得到较高的图像分辨率，是一种具有全天候、全天时特性的高分辨率微波侧视成像雷达。

基于星载SAR技术的快速发展及广泛应用，高分辨率低轨星载SAR对成像处理方法提出了更为苛刻的要求。传统的星载SAR等效斜距模型利用了直线轨迹来模拟轨道，而星载平台的轨道弯曲特性仅由二阶星载SAR多普勒参数来进行描述，如此便导致传统星载SAR斜距模型的精度有限，不能够满足超高分辨率下的星载SAR成像处理对斜距模型的要求，制约了高分辨率星载SAR技术的发展。

高精度的成像处理方法是获取高质量雷达图像的基础，目前的成像处理方法，比如距离多普勒算法、调频变标算法以及波数域算法多数以传统等效斜距模型为基础，大多没有考虑或仅仅部分考虑了对星载SAR弯曲轨道的成像处理，如此，便使数据不能良好聚焦、使得图像质量急剧下降，进而满足不了高分辨率应用的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种超高分辨率星载SAR成像处理方法及装置，能满足星载SAR的高分辨率成像的需求。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种超高分辨率星载合成孔径雷达SAR成像处理方法，所述方法包括：

建立星载SAR回波信号的二维频谱模型；

通过所述二维频谱模型与其对应的参考函数相乘消除所述二维频谱模型的在参考斜距处的距离徙动相位项及高阶耦合相位项，再对经消除处理后的信号作距离向逆傅立叶变换，并通过插值方式校正所述二维频谱模型中的残留距离徙动量，再通过距离分块补偿方式补偿所述二维频谱模型中的剩余高阶耦合相位项，通过方位压缩方式消除所述二维频谱模型的方位调制相位项；

根据消除方位调制相位项后的所述二维频谱模型得到聚焦后的SAR图像。

上述方案中，在所述建立星载SAR回波信号的二维频谱模型之前，所述方法还包括：

计算卫星和地面目标的状态矢量；

依据所述状态矢量计算星载SAR高阶多普勒参数；

依据所述高阶多普勒参数，建立星载SAR斜距模型；

依据所述星载SAR状态矢量及设置的滑动聚束模式，生成SAR回波信号，并利用方位预处理技术去除所述回波信号的方位频谱模糊。

上述方案中，所述插值方式，包括：辛格Sinc插值方式。

上述方案中，所述建立星载SAR回波信号的二维频谱模型包括：

依据所建立的星载SAR斜距模型及级数反演方法，建立星载SAR回波信号的二维频谱模型：其中，所述二维频谱模型Φ_PTRS(r₀，f_r，f_η)的表达式为：