[发明专利]基于等效斜距的双基地任意构型SAR成像方法

权利要求书

1.一种基于等效斜距的双基地任意构型SAR成像方法，其特征在于，该方法通过构建任意构型的双基地合成孔径雷达SAR通用化等效斜距模型，得到非空变误差扰动校正因子，用该校正因子对非空变误差扰动进行补偿，采用二维分离插值方法对频谱进行旋转与插值，采用反向映射滤波与插值方法对空变相位误差与图像畸变进行联合补偿，采用Sinc插值方法，转换到地距平面，得到双基地合成孔径雷达SAR信号的无畸变地距图，具体步骤包括如下：

(1)按照下式，建立任意构型的双基地合成孔径雷达SAR收发平台到目标点的等效斜距模型：

其中，R(t_m)表示在收发平台飞行时间t_m时刻，收发平台到目标点的等效斜距模型，R_T表示母弹上的发射机相对于场景中任意目标点的瞬时斜距，R_R表示子弹上的接收机相对于场景中任意目标点的瞬时斜距，Σ表示求和符号，A_Ri(x_p,y_p)表示发射机对目标点的坐标位置(x_p,y_p)运动误差的第i次扰动系数，A_Ti(x_p,y_p)表示接收机对目标点的坐标位置(x_p,y_p)运动误差的第i次扰动系数，i的取值是由成像分辨率确定的；

(2)距离压缩：

对双基地合成孔径雷达SAR接收到的回波信号，进行距离压缩处理，得到距离压缩后的距离频域回波信号；

(3)非空变运动误差补偿：

(3a)利用信号转换公式，将距离压缩后的距离频域回波信号变换为波数域回波信号：

(3b)以成像区域的场景中心点(0,0)为参考点，用非空变误差扰动校正因子与波数域回波信号相乘对非空变运动误差扰动补偿，得到非空变运动误差扰动补偿处理后的信号：

(4)对回波二维频谱进行方位去斜处理：

将粗补偿后的回波信号与方位去斜因子相乘，对回波二维频谱进行方位去斜处理，得到方位谱压缩后的回波数据；

(5)将回波投影到地距平面：

利用投影转换公式，对方位谱压缩后的回波数据进行二维频谱插值，投影到地距平面，得到存在空变相位误差和畸变的地距回波数据：

(6)对回波进行空变相位误差与图像畸变的联合补偿：

(6a)在地平面沿X轴、Y轴方向铺设一组与雷达波束覆盖区域相等面积的像素网格，其中像素网格在X向间距为X向波数域宽度的倒数的2π倍、Y向的间距为Y向波数域宽度的倒数的2π倍；

(6b)在二维波数域，用插值后的回波信号乘以波前弯曲补偿滤波器，得到的积乘以运动误差残留补偿滤波器，对补偿后的信号进行逆傅里叶变换处理，得到补偿后的像平面聚焦图像；

(7)校正地距图畸变：

(7a)利用坐标映射公式，在补偿后的像平面上找到与每个地面像素网格点位置坐标对应的补偿后的像平面像素点位置坐标；

(7b)将补偿后的像平面上每个像素点周围8×8像素，组成一个像素矩阵；

(7c)将每个像素矩阵与8×8的二维Sinc函数插值模板相乘，得到该元素新的像素矩阵，将每个新的像素矩阵的所有元素值累加，得到补偿后的像平面上每个像素对应在地距平面像素网格的像素值；

(8)判断所有地平面网格点是否插值完，若是，则执行步骤(9)，否则，执行步骤(6)；

(9)得到无畸变的双基地合成孔径雷达SAR地距图像。

2.根据权利要求1所述的基于等效斜距的双基地任意构型SAR成像方法，其特征在于，步骤(1)中所述任意构型是指同时满足下述三个条件的构型：

条件1，构型中收发平台的速度矢量在三轴方向均存在速度值；

条件2，构型中收发平台的加速度矢量在三轴方向均存在加速度值；

条件3，构型中收发平台的高度、轨迹夹角无约束。

3.根据权利要求1所述的基于等效斜距的双基地任意构型SAR成像方法，其特征在于，步骤(3a)中所述的信号转换公式如下：

其中，k_r表示成像平面的距离波数，f_r表示距离频率，π表示圆周率，c表示光速，f_c表示发射机雷达信号的载波频率。