[发明专利]一种逆合成孔径雷达成像流程定制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种成像流程定制系统，具体涉及一种逆合成孔径雷达(ISAR)成像流程定制系统。

背景技术

逆合成孔径雷达(InverseSyntheticApertureRadar；ISAR)成像是一种主动式微波成像雷达体制， 其工作原理是雷达不动，而目标运动，以此等效地形成阵列对目标进行成像。ISAR成像旨在对空间(空中) 运动目标进行成像，是雷达成像的重要发展方向，在战略防御、反卫星、反导以及雷达天文学中有着重要 的应用价值。

ISAR成像最典型的算法是距离-多普勒成像算法，其主要步骤包括距离像压缩、平动补偿(包括包络 对齐和自聚焦)、定标、横向压缩等，除此以外还有一些非必须步骤，例如：速度补偿、一维像降噪、距 离单元走动校正、多普勒单元走动校正等。每个步骤有多种算法可供选择，每种算法又可能包含可设置的 参数。以平动补偿为例，ISAR成像的距离-多普勒成像算法的前提是假设成像期间目标相对雷达在同一平 面内均匀转过小的角度，然而由于成像对象通常是非合作目标，目标运动状态一般不可控，其运动中不仅 包含转动分量，而且包含平动分量，而平动分量会破坏回波信号之间的相干性，造成ISAR像失真，因此 ISAR成像中必须首先进行平动补偿，消除目标运动中平动分量的影响。平动补偿通常分为两步：第一步是 补偿包络的时间延迟，也就是包络对齐，使得在相对转角较小的情况下，目标上同一散射点的回波落于同 一距离单元内；第二步是初相补偿，通常称为自聚焦，目的是消除平动引起的散射点多普勒变化，其效果 相当于将目标上的某一参考点等效成转台中心。现有包络对齐方法很多类，根据对齐准则的不同，可分为 互相关法、基于图像锐化度准则的方法、基于空间距离最小准则的方法等；根据参考一维距离像选取方式 的不同，包络对齐方法可以分为相邻对齐、加窗积累对齐、全局对齐等。自聚焦算法有基于ISAR图像质 量评价算法、基于散射点模型的自聚焦算法、基于图像最小熵准则的非参数化自聚焦方法等等。以上每一 类方法又有很多种算法，不同算法又有不同的参数，这些都影响着ISAR成像的效果。

因此为了获得好的成像效果，不同的场景和条件下可能需要采取不同的成像流程和算法参数，这就导 致成像算法的研亢纷繁复杂，很难快速寻找到某个场景下效果和性能最好的处理流程，因此目前ISAR成 像方法研亢与工程应用效率低下，是ISAR成像领域面临的重大技术问题。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，需要一种新的技术，能够使用户按照需求定制成像步骤、选择算法并 设定参数，从而尝试多种成像处理途径，通过比较总结获得某个场景下最佳的成像处理流程。

本发明要解决的技术问题是提供一种ISAR成像流程定制系统，以使得针对同一段雷达数据，研亢者 可以尝试多种途径进行成像处理，从而选择最好的处理流程和方法，提高成像处理的工作效率和优化处理 结果。

为解决上述技术问题，本发明“一种逆合成孔径雷达成像流程定制系统”，包括界面端、状态机、服 务端、算法库四个部分；界面端为用户提供ISAR成像的必选模块、可选模块，以及各模块包含的算法信 息，并将用户定制的模块信息发送给状态机；状态机收到模块信息后，生成成像流程，并将流程信息返回 给界面端；界面端收到流程信息后，将用户在各模块中选择的算法的信息按流程生成算法列表，再将算法 列表发送至服务端；服务端根据算法列表，依流程调用算法库中的算法，对原始数据进行处理并在界面端 显示成像结果。

优选的，所述ISAR成像的必选模块包括：距离向压缩模块、包络对齐模块、自聚焦模块、方位向压 缩模块；可选模块包括：速度补偿模块、一维像降噪模块、距离单元走动校正模块、多普勒单元走动校正 模块、定标模块；

优选的，所述由状态机生成的成像流程包括：

从宽带雷达回波数据状态到距离向压缩状态有两条途径：宽带雷达回波数据->距离向压缩、宽带雷 达回波数据->速度补偿->距离向压缩；

从距离向压缩状态到包络对齐状态有两条途径：距离向压缩->包络对齐、距离向压缩->一维像降噪 ->包络对齐；

从包络对齐状态到自聚焦状态有一条途径：包络对齐->自聚焦；