[发明专利]一种星载SAR数据的电离层色散效应校正方法

说明书

技术领域

本发明属于航天和微波遥感的交叉技术领域，特别涉及一种星载SAR（Synthetic Aperture Radar，合成孔径雷达）数据中电离层色散效应的校正方法。

背景技术

星载SAR系统可以完成宽测绘带、高分辨率对地观测，是进行军事测绘和战场监视的有效手段。为了满足日益增长的军事和民用需求，特别是更高分辨率及隐蔽目标侦察的迫切需求，低波段高分辨星载SAR是星载SAR系统发展的必然趋势之一。研究表明，电离层色散、闪烁等效应会导致星载SAR图像分辨率恶化和定位误差等影响。特别是对低波段高分辨星载SAR，电离层色散、闪烁等效应对星载SAR图像的影响逐步加剧。

现有的基于图像自聚焦的电离层色散效应校正方法存在依赖于场景中的强散射体的局限性。本发明提出一种电离层色散效应校正新方法，不依赖于外部设备及数据，并且对场景中的强散射体依赖性更小，对星载SAR图像中的电离层色散效应有较好的校正效果。

发明内容

本发明的目的是：提出一种新的电离层色散效应校正方法，应用于星载SAR数据的电离层色散效应校正。与现有方法相比，新方法不需要外部测量数据且对场景中的强散射体依赖性更小。

本发明技术方案的思路是：将星载SAR图像划分为两个不同载频的子带图像，通过两个子带图像之间的位置差异估计数据中的电离层TEC（Total Electron Contents，路径电子总量），用估计的TEC补偿电离层色散效应造成的相位误差，达到校正电离层色散效应、使图像重新聚焦、正确定位的目的。通过多次迭代提高电离层TEC的估计精度。

本发明技术方案是：

已知星载SAR系统载频为f_c，带宽为B，采样频率为F_s。星载SAR图像I为M×N维复数矩阵，其中M是方位向点数，N是距离向点数。

设k＝1，星载SAR图像I_k＝I，然后进行下述步骤：

第一步、带通滤波，获取子带图像

对星载SAR图像I_k分别进行两次带通滤波，分别获得两个带宽为B2的子带图像和其中子带图像的载频为f_c-B4，子带图像的载频为f_c+B4。

第二步、求距离向实相关函数

计算两个子带图像和的距离向相关函数ρ_k(l)，其中l＝-(N-1)…-2,-1,0,1,2…N-1。

第三步、估计实相关函数最大值位置

利用下式计算两个子带图像和间的距离向偏移量估计值

Δr^k=x+12ρk(x+1)-ρk(x-1)ρk(x+1)+ρk(x-1)-2ρk(x)]]>

其中x∈[-(N-2),(N-2)]，并且取值为整数，同时满足下式：