[发明专利]一种运动误差参数化的极坐标SAR成像方法

说明书

本发明公开了一种运动误差参数化的极坐标SAR成像方法，属于雷达技术领域，其主要思路为：确定机载SAR雷达，机载SAR雷达对其观测区域发射电磁波并接收回波，从而获得原始回波信号；对所述原始回波信号在距离频域依次进行距离匹配滤波和方位去斜，进而得到高阶距离徙动补偿后的回波信号；计算距离向波数，并使用所述距离向波数对高阶距离徙动补偿后的回波信号进行距离插值，得到距离波数均匀化后的回波信号；计算方位向波数，并使用所述方位向波数对距离波数均匀化后的回波信号进行方位向插值，得到二维波数均匀化的回波信号；根据二维波数均匀化的回波信号，计算得到聚焦成像。

技术领域

本发明属于雷达技术领域，特别涉及一种运动误差参数化的极坐标SAR成像方法，适用于实际工程应用。

背景技术

极坐标算法(Polar Format Algorithm，PFA)受平面波假设的限制，对斜视角和运动误差变化敏感；在实际应用中，由于运动误差的存在，只用PFA算法处理是无法聚焦成像的；运动补偿(Motion Compensation,MOCO)又是合成孔径雷达(Synthetic ApertureRadar,SAR)实测成像的关键问题，尤其对于小型无人机载等航迹不稳定的平台，精确MOCO的实施十分困难。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提出一种运动误差参数化的极坐标SAR成像方法，该种运动误差参数化的极坐标SAR成像方法不需要单独补偿运动误差，而是将运动误差作为几何参数，直接作用于极坐标格式算法(Polar Format Algorithm，PFA)插值函数，如此，就可以在不改变PFA算法结构的基础上同时实现运动误差的补偿，做到快速高精度成像；为便于描述，本发明采用的算法也称为参数极坐标格式算法(Parametric Polar Format Algorithm，PPFA)。

为达到上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

一种运动误差参数化的极坐标SAR成像方法，包括以下步骤：

步骤1，确定机载SAR雷达，所述机载SAR雷达工作在聚束右侧视前视模式下；机载SAR雷达对其观测区域发射电磁波并接收回波，从而获得原始回波信号；

步骤2，对所述原始回波信号在距离频域依次进行距离匹配滤波和方位去斜，进而得到高阶距离徙动补偿后的回波信号；

步骤3，计算距离向波数，并使用所述距离向波数对高阶距离徙动补偿后的回波信号进行距离插值，得到距离波数均匀化后的回波信号；

步骤4，计算方位向波数，并使用所述方位向波数对距离波数均匀化后的回波信号进行方位向插值，得到二维波数均匀化的回波信号；

步骤5，根据二维波数均匀化的回波信号，计算得到聚焦成像。

本发明与现有技术相比所具有的优点：

第一，本发明在提供高精度航迹数据的情况下能够精确成像。

第二，本发明不需要进行额外的运动补偿，能够提高算法效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明的一种运动误差参数化的极坐标SAR成像方法流程图；

图2(a)是本发明仿真采用的斜视SAR成像雷达对场景观测时的几何模型图；

图2(b)是本发明仿真采用的斜视SAR成像三维观测几何模型投影到斜距平面上的几何关系图；

图3(a)是仿真一采用的三维的运动参数误差仿真结果示意图；

图3(b)是仿真二采用的三维的运动参数误差仿真结果示意图；