[发明专利]一种合成孔径雷达成像方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及机载雷达成像技术领域，尤其涉及一种合成孔径雷达(SAR，Synthetic Aperture Radar)成像方法及装置。

背景技术

SAR是一种具有全天时、全天候特点的微波遥感装置，广泛应用于地形测绘、海洋监测、灾情预报和目标识别等领域。SAR可安装在卫星或飞机上以获取观测场景的高分辨率微波图像。由于大气的扰动，机载SAR平台的实际航线相对于理想航线存在一定的偏差，从而造成SAR图像存在模糊和畸变，即造成SAR图像的散焦。因此，如何准确地去除机载SAR平台的运动误差来获得精确聚焦的SAR图像是目前急需解决的重要问题。

发明内容

针对现有技术存在的技术问题，本发明实施例提供一种SAR成像方法及装置。

本发明实施例提供了一种SAR成像方法，所述方法包括：

对原始SAR数据进行距离向非空变运动补偿处理；

对运动补偿后的SAR数据进行距离向压缩处理；

通过对距离向压缩处理后的SAR数据进行距离向空变相位梯度自聚焦(PGA，Phase Gradient Autofocus)处理，获取并校正SAR数据的残余误差相位；

对校正后的SAR数据进行方位向压缩处理。

上述方案中，所述对原始SAR数据进行距离向非空变运动补偿处理：以观测场景中心为基准点，根据获取的原始SAR数据的误差相位对原始SAR数据进行距离向非空变运动补偿处理。

上述方案中，所述以观测场景中心为基准点，根据获取的原始SAR数据的误差相位对原始SAR数据进行距离向非空变运动补偿处理之前，所述方法还包括：

根据机载实际航迹与理想航迹的几何关系和导航系统中的原始SAR数据，获取实际航迹相对于理想航迹的运动误差偏移量，根据原始SAR数据的运动误差偏移量，获取原始SAR数据的误差相位。

上述方案中，所述对运动补偿后的SAR数据进行距离向压缩处理为：利用线性频率变标算法(CSA，Chirp Scaling Algorithm)对运动补偿后的SAR数据进行距离向压缩处理。

上述方案中，所述利用CSA对运动补偿后的SAR数据进行无方位向压缩处理包括：

采用CSA对运动补偿后的SAR数据进行频率调制，并对频率调制后的SAR数据的距离徙动差量进行校正处理；

在二维频谱域对距离徙动差量校正处理后的SAR数据依次进行距离向压缩、二次压缩和一致距离徙动校正处理；

在多普勒域对一致距离徙动校正处理后的SAR数据进行方位向压缩和附加相位校正。

上述方案中，所述对距离向压缩处理后的SAR数据进行距离向空变PGA处理包括：

将距离向压缩处理后的数据沿距离向分为各SAR数据块，将各SAR数据块沿方位向划分子孔径，对各SAR数据块中的每个子孔径进行标准PGA处理，获取各SAR数据块中每个子孔径的残余误差相位。

上述方案中，所述获取SAR数据的残余误差相位包括：

分别对各SAR数据块中的子孔径间存在的重叠部分进行残余误差相位拼接，获取各SAR数据块的残余误差相位曲线；

分别将各SAR数据块间的残余误差相位作为各SAR数据块中距离向中间单元的残余误差相位，利用插值函数对各SAR数据块中每个距离单元的残余误差相位进行插值拟合处理，获取整个距离向单元的SAR数据的残余误差相位。

本发明实施例还提供了一种SAR成像装置，所述装置包括：补偿模块、压缩模块、聚焦处理模块；其中，

所述补偿模块，用于对原始SAR数据进行距离向非空变运动补偿处理；并根据所述聚焦处理模块发送的SAR数据的残余误差相位，校正SAR数据的残余误差相位；

所述压缩模块，用于对所述补偿模块运动补偿后的SAR数据进行距离向压缩处理；并对校正后的SAR数据进行方位向压缩处理；

所述聚焦处理模块，用于通过对所述压缩模块距离向压缩处理后的SAR数据进行距离向空变PGA处理，获取SAR数据的残余误差相位，并将获取的SAR数据的残余误差相位发送给所述补偿模块。

上述方案中，所述补偿模块，具体用于以观测场景中心为基准点，根据获取的原始SAR数据的误差相位对原始SAR数据进行距离向非空变运动补偿处理。

上述方案中，所述压缩模块，具体用于利用CSA对运动补偿后的SAR数据进行距离向压缩处理。