[发明专利]基于等效斜距的双基时变加速度前视SAR成像方法

说明书

本发明公开了一种基于等效斜距的双基时变加速度前视SAR成像方法，本发明的实现步骤是：(1)构建前视双基等效斜距模型；(2)距离压缩和非空变误差扰动补偿；(3)方位去斜处理；(4)对有畸变的地距进行成像；(5)对成像结果进行空变相位误差与图像畸变的联合补偿；(6)对有畸变的地距成像进行畸变校正。本发明具有在收发平台三轴均存在速度和时变加速度的情况下，能够对前视双基合成孔径雷达成像处理实现精确的相位和运动补偿，获得更高聚焦质量的前视双基合成孔径雷达成像结果。

技术领域

本发明属于通信技术领域，更进一步涉及雷达信号处理技术领域中一种基于等效斜距的双基时变加速度前视合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)成像方法。本发明可用于对具有时变加速度的前视构型曲线轨迹双基地SAR成像，获得无畸变双基地SAR地距图，应用于后续的雷达图像匹配定位。

背景技术

双基地SAR成像作为一种新的成像探测体制，通过将发射机与接收机波束对特定区域持续驻留，可有效提升雷达对前方复杂背景目标的高分辨持续探测能力，在导弹寻的制导、静默打击等方面具有重要的军事应用价值。双基地SAR存在较大的三轴速度和加速度，其飞行轨迹为曲线轨迹，这使得传统的依据匀速直线轨迹建立的斜距模型不再适用。

宋伟等人在其发表的论文“基于数值计算的机载SAR空变运动补偿算法”(《航空学报》，2015(02)：1000-6893)中提出了一种两维分块处理解决两维空变问题的运动补偿方法。该方法通过对粗聚焦图像进行分块，在子块的两维波数域进行空变运动补偿，补偿的相位包括方位相位误差、距离相位误差以及方位和距离的耦合相位。该方法存在的不足之处是，在对具有运动误差的双基SAR进行成像过程中，由于每个子波束内分别对应不同的校正函数，方位信号的连续性被破坏，造成方位信号拼接不连续的问题，影响高机动平台SAR图像后续的图像匹配与目标识别应用。

电子科技大学在其申请的专利文献“一种基于多普勒频率展开的双基地合成孔径雷达成像方法”(公开号：CN103543452A，申请号：CN201310452860.4)中提出了一种基于多普勒频率展开的双基地合成孔径雷达成像方法。该方法针对OS-BSAR数据处理时二维空变性的问题，得到二维空变的点目标参考频谱后，将其进行多项式展开，并对展开后的相位进行合并，产生一个尺度变换因子，再沿距离向做变尺度傅立叶反变换，方位向傅立叶反变换和相位补偿，就到了最终的图像。该方法存在的不足之处是，对于弹载时变加速度双基前视SAR，由于存在时变的加速度，导致尺度变换因子不匹配，使得该方法无法对具有时变加速度的SAR目标进行有效的成像。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提出一种基于等效斜距的双基时变加速度前视SAR成像方法，获得的无畸变的SAR地距图，适用于具有时变加速度的前视构型曲线轨迹双基地SAR成像。

为实现本发明的目的，本发明的思路是，通过构建具有时变加速度的前视构型的双基地SAR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。

本发明的具体步骤包括如下：

(1)按照下式，建立具有时变加速度的前视构型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：