[发明专利]基于方位空变误差补偿的机载高分辨SAR成像方法

说明书

本发明属于雷达技术领域，公开了一种基于方位空变误差补偿的机载高分辨SAR成像方法；包括：机载SAR雷达接收回波信号，对回波信号依次进行距离脉压、距离徙动校正、方位傅里叶变换，得到方位波数域信号；对所述的方位波数域信号在各距离门内进行方位分块，得到方位分块后的各方位子块信号；在所述的各方位子块内，逐点计算其方位匹配滤波函数，进行粗分辨率成像；计算所述的粗分辨率图像进行方位傅里叶变换，通过循环移位和拼接实现方位波数谱的融合，得到该距离门的完整波数谱，而后进行方位逆傅里叶变换；对各距离门依次重复执行方位分块、谱融合，直到得到所有距离门对应的处理结果，从而得到全分辨率成像结果。

技术领域

本发明属于雷达技术领域，尤其涉及一种基于方位空变误差补偿的机载高分辨SAR成像方法，可用于机载高分辨SAR成像。

背景技术

运动补偿是机载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)成像的重要信号处理环节。在长合成孔径高分辨成像条件下，运动补偿的精确性对于低空小型无人机载SAR成像结果至关重要，其影响将表现为距离向和方位向的空变性。机载SAR距离空变运动误差的补偿主要采用“两步补偿法”。但该方法存在局限性，当飞机运动起伏较大或雷达工作在高波段时，残余方位空变误差对方位聚焦的影响不可忽略。

目前，方位空变运动误差的补偿方法主要有子孔径地形与孔径依赖算法(SATA)和精确地形与孔径依赖运动补偿方法(PTA)。SATA效率高但由于引入子孔径运动误差为常数的假设而影响其精度。PTA能够较精确地补偿方位空变误差，但方位波数谱过程未考虑残余相位影响导致其精度仍受限。

发明内容

本发明提供一种基于方位空变误差补偿的机载高分辨SAR成像方法，能够精确补偿高阶方位空变运动误差。

本发明的技术思路为：采用传统RD(距离多普勒)算法对原始回波进行距离脉压和RCMC(距离徙动校正)后在方位波数域划分子块，建立粗成像网络逐点计算精确的方位匹配滤波函数，进行粗分辨率成像。随后利用方位Fourier变换将各子块粗成像结果变换到方位波数域，并循环移位依次拼接得到完整方位波数谱，最后通过逆Fourier变换得到补偿后的全分辨SAR图像。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

一种基于方位空变误差补偿的机载高分辨SAR成像方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1，获取机载高分辨SAR雷达的回波信号，对所述回波信号依次进行距离脉压、距离徙动校正、方位傅里叶变换，得到方位波束域信号，所述方位波束域信号包含在P个距离门内；P为大于零的正整数；

步骤2，对第p个距离门内的方位波束域信号进行方位分块，得到第p个距离门内的Q个方位子块信号；其中，p的初值为1，且p＝[1，...，P]，Q为大于零的正整数；

步骤3，对所述第p个距离门内的第q个方位子块信号，计算所述第q个方位子块信号内每个数据点对应的方位匹配滤波函数，从而得到所述第p个距离门内的第q个方位子块信号内所有数据点分别对应的方位匹配滤波函数；其中，q的初值为1，且q＝[1，...，Q]；

步骤4，将所述第p个距离门内的第q个方位子块信号内所有数据点分别对应的方位匹配滤波函数组成第p个距离门内的第q个方位子块信号的方位匹配滤波器组；并将所述第p个距离门内的第q个方位子块信号内所有数据点分别通过所述方位匹配滤波器组，得到第p个距离门内的第q个方位子块信号频域滤波后的时域信号，将第p个距离门内的第q个方位子块信号频域滤波后的时域信号作为第p个距离门内的第q个方位子块信号的粗分辨率成像结果；并对所述第p个距离门内的第q个方位子块信号的粗分辨率成像结果进行方位傅里叶变换，得到第p个距离门内的第q个方位子块信号的波束谱；