[发明专利]一种改进的地球同步轨道SAR频域成像方法

说明书

技术领域

本发明涉及合成孔径雷达(SAR)成像技术领域，具体涉及一种改进的地球同步轨道SAR频域成像方法。

背景技术

地球同步轨道合成孔径雷达(GEO SAR)是一种运行在地球同步轨道的全天候、全天时的现代高分辨率微波侧视成像雷达，它综合利用合成孔径技术、脉冲压缩技术和数据处理技术，采用中等口径天线就能得到大的测绘带，是当今微波领域一种先进的对地遥测技术。与低轨星载SAR相同，GEO SAR在测绘、农作物估产、海洋及水文观测、环境及灾害监测、资源勘探，以及军事侦察等科学领域日益显示出强大的优势，在对地观测方面发挥着越来越重要的作用。与低轨星载SAR不同的是，GEO SAR具有更大的观测区域，一次照射能够实现几百到上千公里的观测，同时具有更短的区域重访能力，以及具有对一个固定区域进行小时级的持续观测能力。GEO SAR已经是星载SAR研究的热点。

GEO SAR系统因为其不同于低轨星载SAR的特性，存在低轨星载SAR所不具有的多普勒调频斜率为零的轨道位置。在这些特殊的轨道位置处，当前的频域成像算法无法对其进行成像。传统的频域成像算法，必须要在距离多普勒域进行距离徙动操作，然后进行方位向聚焦，再得到聚焦后的图像。然而，在多普勒调频斜率为零的轨道位置处，由于此时的方位向频谱被严重压缩，方位向频谱出现折叠，频域算法并不能直接对GEO SAR的回波数据处理，因为此时的方位向频点与距离徙动量不是一一对应的，方位向的时频关系已经是非线性的了，因此，传统的频域成像算法不能适用，需要提出新的解决方法。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种改进的地球同步轨道SAR频域成像方法，能够有效实现多普勒调频斜率为零处的成像，且聚焦效果良好，同时，在多普勒调频斜率不为零处，还可以实现比传统频域算法更好的聚焦性能。

本发明的改进的地球同步轨道SAR频域成像方法，包括如下步骤：

步骤1，在原始回波二维时域进行加速度补偿，补偿函数所用的补偿因子为

Hac=exp(j4πacta2λ)]]>

其中，H_ac是加速度补偿因子；a_c为最优加速度补偿量，即为方位向频域的二次调制相位最小时所对应的加速度；t_a为方位向时间；λ为载波波长；

步骤2，在距离向频域进行对应的距离向包络的补偿，补偿函数所用的补偿因子为

Haf=exp(j4πfτacta2)]]>

其中，H_af为距离向包络补偿因子；f_τ为距离向频率；

步骤3，更新成像算法的频域聚焦函数中的二次项系数：

k₂＝k₂₀-a_c

其中，k₂₀为补偿前的二次项系数，k₂为补偿后的二次项系数；

步骤4，用更新后的成像参数k₂进行距离徙动校正和方位向聚焦操作，实现频域成像。