[发明专利]一种SAR图像校正补偿处理方法

权利要求书

1.一种SAR图像校正补偿处理方法，其特征在于，依次包括如下步骤：

(1)获取SAR的回波数据，令目标某一点处的雷达回波为：

$X_V(t,n)\≈A_{s}rect\left(\frac{t-t_n-\frac{2}{c}\left|r_{s,n}\right|}{T}\right)\exp j\left\{\frac{2{\mathrm{\ω}}_n}{c}\[\frac{1+{\mathrm{\γ}}_n}{{\mathrm{\ω}}_n}\left(t-t_n\frac{2}{c}\left|r_{c,n}\right|\right)\]\left(\left|r_{c,n}\right|-\left|r_{s,n}\right|\right)\right\}r;$

其中，A_s为目标相应幅度，T为雷达脉冲宽度，ω_n为第n个脉冲的中心频率，γ_n为第n个脉冲的啁啾率，t_n为接收第n个脉冲的时间，t为回波时间，c为光速，r_c,n和r_s,n分别为第n个脉冲的从目标场景焦点到雷达的矢量和从特定点到雷达的矢量，n为慢时脉冲指数，rect(·)表示矩形函数；

令第n个脉冲的矢量误差为ε_n，则上式表示为：

$X_V(t,n)\≈A_{s}rect\left(\frac{t-t_n-\frac{2}{c}\left|r_{s,n}\right|}{T}\right)\exp j\left\{\frac{2{\mathrm{\ω}}_n}{c}\[\frac{1+{\mathrm{\γ}}_n}{{\mathrm{\ω}}_n}\left(t-t_n\frac{2}{c}\left|r_{c,n}\right|\right)\]\left(\left|r_{c,n}\right|-\left|r_{s,n}\right|+{\mathrm{\ϵ}}_n\right)\right\}$

(2)对雷达回波X_v(t,n)进行重采样，创建一个矩形网络，则；

$X_V(i,n)\≈A_s\exp j\left\{\frac{2{\mathrm{\ω}}_n}{c}\[1-\left(\frac{2{\mathrm{\γ}}_n}{{\mathrm{\ω}}_{n}c}\right){\mathrm{\ϵ}}_n+\frac{{\mathrm{\γ}}_n}{{\mathrm{\ω}}_n}{T}_{s,n}i\]\left(\left|r_{c,n}\right|-\left|r_{s,n}\right|+{\mathrm{\ϵ}}_n\right)\right\}$

其中，T_s，n为第n个脉冲的快时采样率，i为快时采样指数；

令，

其中s_x为在方位角方向上距场景焦点的目标偏移量，s_r为在倾斜范围方向上距场景焦点的目标偏移量，ψ_n为对于矢量r_c,n的脉冲-脉冲翻转角，ψ₀为对于矢量r_s,n的单标称翻转角，α_n为相对于合成孔径中心的角度，则X_V(i，n)表示为：

$A_s\exp j\left\{\frac{2{\mathrm{\ω}}_n}{c}\[1+\frac{{\mathrm{\γ}}_n}{{\mathrm{\ω}}_n}\left(T_{s,n}i\right)\]{\mathrm{cos\ψ}}_n{\mathrm{cos\α}}_n\left(s_x{\mathrm{tan\α}}_n-\frac{s_r-\left(\frac{{\mathrm{cos\ψ}}_0}{{\mathrm{cos\ψ}}_n{\mathrm{cos\α}}_n}\right){\mathrm{\ϵ}}_n}{{\mathrm{cos\ψ}}_0}\right)\right\};$

(3)计算获取矢量误差为ε_n：

令，(γ_nT_s，ncosψ_ncosα_n)i＝(γ₀T_s，0cosψ₀)i′；

(ω_ncosψ_ncosα_n+(γ₀T_s，0cosψ₀)i′)tanα_n＝(ω₀cosψ₀dα)n′；

其中，dα为标称方位角采样频率缩放因子，T_s，0为标称快时采样率，i′为新快时采样指数，n′为新慢时采样参数，则：

${\mathrm{\ϵ}}_n=\mathrm{\ϵ}\left({\mathrm{\α}}_n\right)=\mathrm{\ϵ}\left(atan\left(\frac{{\mathrm{d\αn}}^{\′}}{\left(\frac{{\mathrm{\ω}}_n}{{\mathrm{\ω}}_0}\right)\left(\frac{{\mathrm{cos\ψ}}_n{\mathrm{cos\α}}_n}{{\mathrm{cos\ψ}}_0}\right)+\left(\frac{{\mathrm{\γ}}_0{T}_{s,0}}{{\mathrm{\ω}}_0}\right)i^{\′}}\right)\right);$

当α_n很小时，则：

${\mathrm{\ϵ}}_n\≈\mathrm{\ϵ}\left(\frac{{\mathrm{d\αn}}^{\′}}{\left(\frac{{\mathrm{\ω}}_n}{{\mathrm{\ω}}_0}\right)\left(\frac{{\mathrm{cos\ψ}}_n{\mathrm{cos\α}}_n}{{\mathrm{cos\ψ}}_0}\right)+\left(\frac{{\mathrm{\γ}}_0{T}_{s,0}}{{\mathrm{\ω}}_0}\right)i^{\′}}\right);$

令ω_n＝ω₀cosψ₀/cosψ_ncosα_n，则：

${\mathrm{\ϵ}}_n\≈\mathrm{\ϵ}\left(\frac{{\mathrm{d\αn}}^{\′}}{1+\left(\frac{{\mathrm{\γ}}_0{T}_{s,0}}{{\mathrm{\ω}}_0}\right)i^{\′}}\right);$

(4)对目标某一点处的雷达回波进行补偿，得到补偿后的雷达回波数据：

令，倾斜分辨率标称波长λ₀＝2πc/ω₀，其中I'为快时采样指数的最大值，则补偿后的雷达回波数据为：

$X_{V,corrected}(i^{\′},n^{\′})\≈X_V(i^{\′},n^{\′})\[\exp j\left\{-\frac{2\mathrm{\π}}{I^{\′}}\left(\frac{{\mathrm{\ϵ}}_{n^{\′},i^{\′}}^{\′}}{{\mathrm{\ρ}}_r}\right)i^{\′}-\frac{4\mathrm{\π}}{{\mathrm{\λ}}_0}{\mathrm{\ϵ}}_{n^{\′},i^{\′}}^{\′}\right\}\];$

(5)重复步骤1)-4)，获得目标所有点的补偿后的雷达回波数据，通过转换后得到经过校正补偿的SAR图像。