[发明专利]用于飞行机载SAR运动补偿的估计方法

说明书

技术领域

本发明属于信号特征控制技术领域，具体涉及用于飞行机载SAR运动补偿的估计方法。

背景技术

机载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)运动补偿技术可分为基于仪器和基于 数据两类。基于仪器的SAR运动补偿主要利用SAR运动测量单元提供的数据计算多普勒中 心和多普勒调频率两个成像参数。但实际中，经常发生运动测量单元的测量数据不能满足成 像质量要求，为此，产生了基于数据的SAR运动补偿技术。从SAR信号处理的角度而言， 提起SAR运动补偿一般专指后者，即基于数据的运动补偿技术。

迄今为止，所有SAR成像的理论模型均以SAR平台做匀速直线运动为前提推导得出。因 此，早期的SAR运动补偿方法是通过杂波锁定以及自聚焦等手段获取更加准确的SAR平台 飞行速度以及天线指向，从而获得准确的能满足成像质量要求的SAR多普勒中心和多普勒调 频率。但对于不平稳飞行的SAR，此时，传统的方法已不能生搬硬套、不加修正地加以应用。 实践表明，对于不平稳飞行SAR数据，即使是能适应SAR高阶运动误差的著名的PGA(Phase Gradient Autofocus)自聚焦算法也往往失效。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供用于飞行机载SAR运动补偿的估计方法，该方法能 有效克服SAR不平稳飞行对成像质量的影响，获得清晰的、可分辨的SAR图像。

本发明通过以下技术方案实现。

用于飞行机载SAR运动补偿的估计方法，包括以下步骤：1)对原始的SAR数据进行距 离压缩，将数据变换到二维时域；2)估计模糊的多普勒中心f_DB；3)对距离压缩后的数据 做方位向FFT，变换到距离时域，方位频域；4)解多普勒模糊数n；5)根据模糊的多普勒 中心f_DB和多普勒模糊数n，计算得到估计的多普勒中心f_D；6)再将数据变换到距离压缩 后的二维时域，利用估计出的多普勒中心f_D进行距离徙动校正；7)估计多普勒调频f_r；8) 根据估计出多普勒参数完成SAR二维成像处理。

作为优选，步骤2中，用能量均衡法估计模糊的多普勒中心f_DB，设在距离压缩后的二 维时域中，第k个距离单元、第i个方位单元的信号为x(k,i)，能量均衡法的实现过程为： 2.1)利用公式计算互相关系数，公式中x^*(·)为x(·)的复共轭， 2.2)根据互相关系数C(k)计算第k个距离单元对应的f_DB(k)，公式为

作为优选，步骤4中，当SAR具有大的线性走动时，其线性走动斜率与多普勒中心有关， 设该斜率为k_D，则有通过检测直线斜率估计k_D，进而获得f_D的估计值则 可得多普勒模糊数为

作为优选，步骤5中，进行多普勒中心f_D估计，多普勒中心f_D估计需要获取两个参数， 一个是模糊的多普勒中心f_DB，一个是多普勒模糊数n，多普勒中心f_D与这两个参数的关系 为f_D＝n·f_P+f_DB，其中f_P为雷达PRF；

作为优选，步骤7中，多普勒调频率f_r估计方法为相位差分法。

作为优选，步骤7中，多普勒调频率f_r估计方法为子孔径相关法。

作为优选，所述的多普勒模糊数n取整运算。

作为优选，利用多个距离单元上的估计值提高估计精度。

与现有技术相比：完成对SAR平台不平稳运动的补偿，获取高质量的SAR图像。

附图说明

图1为本发明机载SAR实测数据RD域信号强度图像。

图2为本发明机载SAR不平稳飞行实测数据RD域信号强度图像。

图3为本发明有多普勒模糊的机载SAR实测数据RD域信号强度图像。

图4为本发明使用传统方法成像得到的结果。

图5为本发明使用不平稳飞行SAR运动补充得到的结果。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式，对本发明做进一步描述。