[发明专利]适用于复杂飞行轨迹的双基聚束SAR大场景成像方法

说明书

本发明公开了一种适用于复杂飞行轨迹的双基聚束SAR大场景成像方法，其包括成像系统参数初始化，对回波数据进行基于点目标参考函数的一致压缩，对一致压缩后的距离频域数据做波数谱一致化变换，高阶空变相位补偿成像。本发明采用基于线性空变假设的波数谱一致化方法实现复杂飞行轨迹下的SAR回波一致聚焦，并通过高阶空变相位补偿提高有效聚焦景深，实现了复杂飞行轨迹下的双基SAR大场景成像处理，可以在较大的成像场景范围内，实现高分辨率的成像处理，使搭载双基SAR系统的飞行器在战场侦察监视、物资空投和地震灾害救援等领域发挥更好的性能。

技术领域

本发明属于雷达信号处理技术领域，具体涉及一种适用于复杂飞行轨迹的双基聚束SAR大场景成像方法。

背景技术

作为一种主动的航空、航天遥感手段，微波成像技术具有全天时、全天候工作的特点，在地质测绘、灾害监测、军事侦察等领域有着广泛的应用，目前已成为高分辨率对地观测和全球资源管理最重要手段之一。但是由于本身工作体制的限制，现有的合成孔径雷达(SAR,Synthetic Aperture Radar)并不能实现前视区域方位向高分辨成像，从而使SAR在飞行器前视对地、自主着陆、物资空投、导弹末制导等方面不能充分的发挥作用。

双基地合成孔径雷达(BSAR,bistatic SAR)是一种SAR体制推广到双基地雷达的微波成像技术，不仅具有几何构型灵活、隐蔽性强等优势，还能够克服单基地SAR存在前视盲区的问题。在雷达平台运动过程中，发射站天线对成像区域进行照射、接收站天线接收成像区域中的目标散射回波；利用发射信号的大带宽形成距离向高分辨，通过成像处理算法补偿方位向信号的多普勒相位以实现方位向孔径合成进而形成方位向高分辨，从而实现成像区域内的两维高分辨成像。

目前的双基SAR成像方法主要存在两方面缺陷。一方面，SAR成像处理往往采用参考点目标的频谱函数(Point Target Reference Spectrum,PTRS)对回波信号进行一致压缩。而随着成像场景增大，场景中远处的目标回波的特性参数相对于参考点的差异增大，导致其方位向信号的相干叠加效果恶化，进而限制了双基地SAR的有效成像场景尺寸。在大场景范围内实现高分辨雷达成像，可以让飞行器在战场侦察监视、物资空投和地震灾害救援等方面发挥更好的性能。文献“Wu,J.,Li,Z.,Huang,Y.,Yang,J.,Liu,Q.H.A generalizedomega-k algorithm to process translationally variant bistatic-sar data basedon two-dimensional stolt mapping.IEEE Transactions on GeoscienceRemoteSensing,52(10),6597-6614,2014”将回波信号频谱参数的空间变化规律近似建模为线性，一定程度上提高了一致聚焦的有效场景范围，但当场景尺寸进一步增大，线性近似仍然无法满足高精度成像的要求。另一方面，关于SAR成像方法的理论研究往往将雷达平台的飞行建模为匀速直线运动，而实际工作中平台飞行往往存在一定的机动，运动轨迹的高阶分量将带来显著的相位误差，进一步限制有效的成像场景尺寸。目前关于双基聚束SAR成像方法的研究结果中，还没有一种方法能够在保证算法效率的前提下，同时解决复杂飞行轨迹和大场景一致聚焦两大问题。

发明内容

本发明的发明目的是：为了解决现有技术在双基地聚束SAR成像处理中的缺陷，本发明提出了一种适用于复杂飞行轨迹的双基聚束SAR大场景成像方法。

本发明的技术方案是：一种适用于复杂飞行轨迹的双基聚束SAR大场景成像方法，包括以下步骤：

A、成像系统参数初始化