[发明专利]双基地前视SAR非系统距离徙动校正方法

说明书

本发明公开一种双基地前视SAR非系统距离徙动校正方法，属于雷达技术领域，通过结合最小图像熵建立非系统距离徙动的空变估计模型，并实现了非系统距离徙动的精确估计与空变补偿；与现有技术相比，本发明的方法能够更加精确地校正距离空变的非系统距离徙动，解决了存在运动误差时，距离徙动后非系统距离徙动显著增大问题，为双基地前视SAR良好聚焦奠定了基础。

技术领域

本发明属于雷达技术领域，特别涉及一种双基前视合成孔径雷达(BFSAR)成像技术中的距离徙动校正方法。

背景技术

双基地合成孔径雷达(SAR)通过收发平台分置，具备平台正前方高分辨率成像的潜力，有效解决了传统SAR前视成像盲区的问题，在飞行器自主着陆、自主导航等领域具有重要的应用价值。双基地前视SAR距离向高分辨依靠发射大时宽带宽积的线性调频信号来获得，而方位向高分辨率依靠雷达和目标间的相对运动产生的多普勒效应来获取。雷达与目标间的相对运动，一方面带来了方位向的相位变化；另一方面使同一个点目标在不同方位时间上回波延时不同，即产生了所谓的距离徙动。

双基地前视SAR成像算法在完成方位聚焦之前，需进行距离徙动校正，对距离和方位进行分离处理，将徙动轨迹聚焦于同一距离分辨单元。而实际中，由于风、湍流的影响，平台实际运动往往偏离理想轨迹，运动误差致使点目标回波距离历史出现偏差。因此，距离徙动校正处理后双基地前视SAR数据中往往还存在非系统距离徙动。当运动误差产生的非系统距离徙动量小于一个距离分辨单元时可以忽略不计。然而双基地前视SAR距离徙动校正会导致运动误差产生的非系统距离徙动放大数百倍。且随着成像分辨率的提高，非系统距离徙动使得徙动轨迹位于同一距离分辨单元的前提无法成立，直接导致成像结果距离向散焦，并且导致每一距离单元内的目标方位能量带宽降低，造成图像方位向分辨率下降，以及相位误差无法得到准确估计的情况。因此在高分辨双基地前视SAR成像中，非系统距离徙动需要得到精确校正。

理论上，利用传感器提供的平台运动信息能够校正非系统距离徙动，然而现有传感器精度往往不能满足高分辨双基地前视SAR成像需求，特别是在某些条件下，如小型无人机，甚至没有传感器信息可用，从而基于回波数据的非系统距离徙动校正变的尤为重要。

文献“A.W.Doerry,Autofocus Correction of Excessive Migration inSynthetic Aperture Radar Images.Sandia Report,SAND2004-4770.Albuquerque,NewMexico:Sandia National Laboratories,2004”采用降低SAR距离向分辨率，把徙动轨迹并入同一距离单元后，再使用传统一维自聚焦估计相位误差，利用相位误差计算非系统距离徙动量，从而校正非系统距离徙动。然而该方法是在降低距离向分辨率的前提下进行的，非系统距离徙动量估计精度通常较差。文献“D.Zhu,SAR signal based motioncompensation through combining PGA and 2-D map drift,Conference on 2ndAsian-Pacific Synthetic Aperture Radar.pp.435-438,2009”对距离徙动轨迹进行方位向分块，并采用距离向子视图相关法进行包络对齐将徙动轨迹搬移到同一距离分辨单元。文献“Mao X,Zhu D,Zhu Z.Autofocus correction of azimuth phase error andresidual range cell migration in spotlight SAR polar format imagery[J].arXivpreprint arXiv:1207.7245,2012”针对聚束SAR用极坐标算法分析了残留误差的影响，提出首先估计方位维相位误差,然后利用先验知识将方位相位误差映射得到两维相位误差,从而精确补偿两维误差的方法。但是，上述方法均只能适用于单站正侧视SAR，无法解决双基地前视SAR中距离徙动校正导致非系统距离徙动放大的问题，不能适用于双基地前视SAR的几何构型。

发明内容