[发明专利]一种机载双基前视SAR方位相位的二维空变校正方法

权利要求书

1.一种机载双基前视SAR方位相位二维空变的校正方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)计算机载双基前视SAR的斜距历程R_bf(t_m)：

(1a)构建机载双基前视SAR飞行模型：

假设处于前视接收模式的接收机沿以其星下点为原点建立的北天东坐标系xOyz的y轴做速度为v_r的匀速直线运动，该接收机在xOyz坐标系中初始坐标为(0,0，H_r)，假设处于侧视照射状态的发射机沿与xOyz坐标系中y轴成ψ角的x'Oy'z坐标中的y'轴做速度为v_t的匀速直线运动，该发射机在x'Oy'z坐标系中初始坐标为(x′_t，y′_t，H_t)，假设接收机和发射机的方位时间为t_m，假设场景中心点在xOyz坐标系中的坐标为(x_p,y_p,0)，在x'Oy'z坐标系中的坐标为(x'_p,y'_p,0)；

(1b)计算场景中心点与接收机的瞬时斜距R_r(t_m)，及与发射机的瞬时斜距R_t(t_m)：

(1c)计算机载双基前视SAR的斜距历程R_bf(t_m)：

R_bf(t_m)＝R_r(t_m)+R_t(t_m)；

(2)计算机载双基前视SAR的斜距历程R_bf(t_m)的泰勒展开式R_bf′(t_m)：

对机载双基前视SAR的斜距历程R_bf(t_m)进行泰勒级数展开，得到机载双基前视SAR的斜距历程R_bf(t_m)的泰勒展开式R_bf′(t_m)；

(3)根据泰勒展开式R_bf′(t_m)，计算场景中心点的回波信号s₁(t,t_m)：

假设发射机发射信号为s(t,t_m)，将泰勒展开式R_bf′(t_m)代入s(t,t_m)中，得到场景中心点的初始回波s₀(t,t_m)，并对s₀(t,t_m)进行下变频，得到场景中心点的回波信号s₁(t,t_m)，其中，t为快时间；

(4)对场景中心点的回波信号s₁(t,t_m)进行距离向处理：

对场景中心点的回波信号s₁(t,t_m)进行距离向脉冲压缩，得到脉冲压缩后存在距离徙动的回波数据s₂(t,t_m)，并对s₂(t,t_m)进行距离走动校正和距离弯曲校正，得到距离徙动校正后的回波信号s₃(t,t_m)；

(5)对距离徙动校正后的回波信号s₃(t,t_m)进行方位高次相位滤波：

对距离徙动校正后的回波信号s₃(t,t_m)进行傅里叶变化，得到s₃(t,t_m)的方位回波信号s₄(f_a)，并将s₄(f_a)乘以滤波函数H_high，以实现对s₄(f_a)的高次相位滤波，得到滤波后的方位信号s₅(f_a)；

(6)对滤波后的方位信号s₅(f_a)进行方位向空变校正：

对滤波后的方位信号s₅(f_a)进行傅里叶逆变化，得到s₅(f_a)的方位时域信号s₆(t_m)，并将方位时域信号s₆(t_m)乘以变标函数H_ncs，以实现s₆(t_m)的方位变标，得到方位非空变回波信号s₇(t_m)；

(7)对方位非空变回波信号s₇(t_m)进行距离向空变校正：

(7a)利用高阶多项式拟合方法，对方位非空变回波信号s₇(t_m)的方位调频率K_a进行拟合，得到非空变回波信号s₇(t_m)的随距离空变的方位调频率K_a′(Δr)，其中：

K_a′(Δr)＝k_as+k_a1Δr+k_a2(Δr)²+k_a3(Δr)³+…

其中k′₁为经过距离处理后斜距历程的泰勒展开系数，k₂和k₃分别是斜距历程展开的二次和三次系数，λ为发射信号波长，Δr为距离单元，k_as、k_a1、k_a2和k_a3分别表示方位向调频率展开的常数项、一次项、二次项和三次项；

(7b)利用随距离空变的方位调频率K_a′(Δr)，构造方位滤波器H_deramp，并将H_deramp与方位非空变回波信号s₇(t_m)相乘，实现对方位非空变回波信号的方位压缩，得到SAR图像。