[发明专利]BP-SAR图像重建误差分析方法及BP-SAR图像重建方法

说明书

技术领域

本发明涉及合成孔径雷达(synthetic aperture radar，简称SAR)成像技术，尤其涉及一种后向投影(back-projection，简称BP)SAR(后文均简称BP-SAR)图像重建误差分析方法及BP-SAR图像重建方法，属于雷达成像技术领域。

背景技术

合成孔径雷达具有高分辨率成像能力，已经在实际应用中体现出不同关于其它成像方式的优势，如可全天候、全天时成像，具有良好穿透性和抗干扰性等。传统SAR成像基于雷达平台匀速直线飞行模型，广泛使用的成像算法如距离-多普勒成像方法(RDA)、Chirp-Scaling成像算法、Omega-K成像算法等，这类方法也被成为基于快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,简称FFT)或频域SAR方法。随着SAR技术发展，实际需求对SAR成像提出了更高要求，如超高分辨率成像，任意飞行航迹和多基配置下的成像。基于BP理论的成像方法在这些方面具有优势，可适用于大孔径、任意航迹和多基SAR成像，并已经获得应用。近年来，基于BP的SAR成像方法越来越受到关注，尤其是在超高分辨率SAR成像和多维SAR成像中。

通常由于气流扰动，实际天线航迹会偏离预定航迹，而且运动传感器误差也会导致获得的航迹信息偏离真实的天线飞行航迹。SAR成像依赖于准确的航迹信息，航迹信息有误差时，会直接影响成像质量，误差严重时甚至导致成像失败，因此航迹误差分析对SAR成像至关重要。基于分析结果，可以采取必要措施以保证SAR成像的稳健性。

航迹误差也被成为运动测量误差或平台运动误差。已有研究大多数研究针对SAR传统的匀速直线飞行模式和基于FFT的SAR成像方法，仅给出SAR图像质量退化和航迹误差之间的定性结果，没有明确的解析结果，如文献[T.A.Kennedy,Strapdown inertial measurement units for motion compensation for synthetic aperture radars,IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine,pp.32–35,October1988.]、文献[W.C.Carrara,R.G.Goodman,and R.M.Majewski,Spotlight Synthetic Aperture Radar:Signal Processing Algorithms,Chapter5-Phase errors,Artech House,Boston,1995.]和文献[B.D.Rigling and R.L.Moses,Motion measurement errors and autofocus in bistatic SAR,IEEE Transactions on Image Processing,vol.15,pp.1008–1016,April2006.]。其中个别研究给出航迹误差对SAR成像影响的定量解析结果，但仅适用于特定航迹误差模型和特定SAR飞行模式和配置，如文献[D.Blacknell,A.Freeman,S.Quegan,I.A.Ward,I.P.Finley,C.J.Oliver,R.G.White,and J.W.Wood,Geometric accuracy in airborne SAR images,IEEE Trans.on Aerospace and Electronic Systems,vol.AES-25,no.2,pp.241–258,March1989.]和文献[G.Fornaro,Trajectory deviations in airborne SAR:Analysis and compensation,IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems,vol.35,pp.998–1009,July1999.]