[发明专利]基于改进相位梯度自聚焦的双基SAR运动补偿方法

说明书

技术领域：

本发明属于雷达技术领域，涉及双基SAR的运动补偿方法，可用于运动误差较大情形下的双基SAR成像处理。

背景技术：

双基SAR的收发系统安装在不同的平台上，由于收发分置的特性，其相对于单基SAR具有更多的优势，比如可以获得更为丰富的目标散射信息，接收站的隐蔽性更强，并且具备更高的反隐身能力等。但其构型也更为复杂，因此较之单基SAR，其对成像算法的设计和运动补偿算法的研究都提出了更高的要求。

针对未配备高精度惯性导航系统的高分辨SAR成像，研究基于回波数据的运动补偿算法具有重要的应用价值。现有的针对聚束模式SAR数据的标准相位梯度自聚焦PGA算法，假设相位误差不随距离变化，利用相位误差在不同距离单元间的冗余性，在相位梯度估计中利用多个单元相干合成实现相位误差估计，对非空变的相位误差具有良好的估计效果，适用于运动误差较小情形的SAR成像处理。针对条带数据的相位曲率自聚焦算法由于相位曲率的二次差分特性，其稳健性和精度要差于PGA，对样本数量和质量的要求也更高。相位匹配自聚焦PMA算法对PGA进行改进以适应条带SAR处理，利用对每个样本点进行高精度多普勒中心估计并补偿重叠孔径处的局部线性相位。但以上算法均没有考虑条带模式工作时相位误差具有强空变性的问题，对运动误差较大产生包络偏移及相位误差具有较强空变性的情形无能为力。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提出一种基于改进相位梯度自聚焦的双基SAR运动补偿方法，以在运动误差较大情形下获得双基SAR的高质量成像结果。

实现本发明的技术方案是：首先通过传统PGA方法获得非空变的运动误差估计，然后利用得到的非空变运动误差对雷达数据进行粗补偿，再将粗补偿后的雷达数据按距离向进行分块处理，然后利用加权极大似然估计每个距离块的相位梯度，继而结合得到的各距离快的相位梯度，利用相位加权PGA的加权最小均方梯度估计得到剩余空变相位误差的梯度估计，最后进行相位误差拼接得到全孔径相位误差。其具体实现步骤包括如下：

(1)将双基SAR的雷达回波数据沿方位向进行子孔径划分，并对子孔径数据进行距离徙动校正和距离压缩，得到距离压缩后的信号S₀；

(2)构造双基SAR的去斜deramp函数H_deramp，将H_deramp与距离压缩后的信号S₀相乘，得到deramp处理后的信号S₁；

(3)采用PGA方法对deramp处理后的信号S₁进行非空变相位误差估计；

(4)利用非空变误差相位对雷达数据进行非系统距离徙动校正，再利用得到的非系统距离徙动量进行相位误差补偿，完成雷达数据的粗补偿，得到雷达数据的剩余相位误差Δφ；

(5)将粗补偿后的雷达数据进行距离分块处理，对每个距离块中的多个距离样本通过加权极大似然估计相位梯度

(6)将步骤(4)得到的剩余相位误差Δφ展开为距离的二阶多项式Δφ≈θ0+θ1Δr‾+θ2Δr‾2,]]>

其中，r_c表示场景中心点对应的双基SAR斜距之和，r表示目标所在的距离块等效位置，t表示慢时间，θ₀，θ₁和θ₂分别表示剩余运动误差的常数项、一次项系数和二次项系数；

(7)利用步骤(5)得到的相位梯度通过相位加权PGA方法，得到剩余空变运动误差的常数项θ₀、一次项系数θ₁、二次项系数θ₂的最小均方梯度估计和