[发明专利]一种机载合成孔径雷达多普勒中心偏移计算方法

说明书

本发明公开了一种机载合成孔径雷达多普勒中心偏移计算方法，首先读取SAR探测回波数据，进行方位向FFT，获取多普勒功率谱；然后对多普勒功率谱进行小波分析滤波，确定基于回波数据的多普勒中心频率；接着读取机载SAR惯性导航数据和雷达性能参数，计算基于惯导数据的多普勒中心频率；最后根据基于回波数据的多普勒中心频率和基于惯导数据的多普勒中心频率，确定多普勒中心偏移。本发明计算方法简单有效，提高了多普勒中心偏移的计算精度，为未来的海洋环境应用提供了有利条件。

技术领域

本发明涉及微波遥感技术，特别是涉及一种机载合成孔径雷达多普勒中心偏移计算方法。

背景技术

在合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)探测数据中，多普勒中心频率代表探测回波的相位信息，直接影响图像信噪比、方位模糊信号比以及成像后的目标位置，主要应用于雷达成像领域。近几年，随着搭载平台测量设备测量速度和精度的提高，人们在处理SAR探测回波数据时发现，平台运动状态数据计算的多普勒中心频率和海洋探测回波数据计算的多普勒中心频率始终存在特定差异，并开始认识到这种差异可能来自于海洋表层运动的影响。基于这一假设，学者们将SAR海洋探测回波数据和平台运动状态数据计算多普勒中心频率存在差异定义为多普勒中心偏移(Doppler Centroid Shift，DCS)，进而开展海面风场、海表流场等海洋环境参数反演研究。

目前，在多普勒中心频率计算研究方面，针对平台运动状态数据，Raney等和Bezvesilniy等[Bezvesilniy O O,Vavriv D M.Synthetic aperture radar systems forsmall aircrafts:Data processing approaches[M].INTECH Open Access Publisher,2012,p465-498.]分别提出了星载、机载SAR多普勒中心频率计算方法。针对探测回波数据，研究人员按照探测回波数据处理的不同阶段，提出了多种多普勒中心频率计算方法[Herland E A.Seasat SAR processing at the Norwegian Defence ResearchEstablishment(design and operation of a digital process)[J].ESA Appl.ofRemote Sensing Data on the Continental Shelf p 247-253(SEE N 82-14553 05-43),1981.]。但是针对多普勒中心偏移计算方法的研究尚比较少，只有Hansen等利用EnvisatASAR探测数据计算了多普勒中心偏移，并对处理误差进行分析[Hansen M W,Collard F,Dagestad K,et al.Retrieval of sea surface range velocities from Envisat ASARDoppler centroid measurements[J].IEEE Transactions on Geoscience and RemoteSensing,2011,49(10):3582-3592.]。然而，该方法主要针对星载SAR，不适用于机载SAR多普勒中心偏移的计算，且存在着计算精度低的不足。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种机载合成孔径雷达多普勒中心偏移计算方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种机载合成孔径雷达多普勒中心偏移计算方法，包括以下步骤：

步骤1、读取SAR探测回波数据，进行方位向FFT，获取多普勒功率谱；

步骤2、对多普勒功率谱进行小波分析滤波，确定基于回波数据的多普勒中心频率；

步骤3、读取机载SAR惯性导航数据和雷达性能参数，计算基于惯导数据的多普勒中心频率；

步骤4、根据基于回波的多普勒中心频率和基于惯导数据的多普勒中心频率，确定多普勒中心偏移。