[发明专利]一种弹载SAR图像校正方法

说明书

本发明公开了一种弹载SAR图像校正方法，涉及雷达信号处理技术领域，该方法包括：建立地面坐标系；建立图像坐标系；读入回波信号，得到聚焦后的斜平面图像；以图像坐标系建立图像网格，根据地面实时图像尺寸和分辨率得到图像网格上每一点的坐标；将图像网格上每一点的坐标进行旋转变换，得到该点在地面坐标系中的坐标；计算图像网格上的点在成像斜平面的距离和多普勒信息，并换算成对应斜平面图像的行信息和列信息；对行信息和列信息进行二维sinc插值。本发明的弹载SAR图像校正方法，采用反向投影方法，通过建立地面的图像网格模型，精确计算图像网格上的每一点对应的距离和多普勒信息，精确得到图像网格范围内无形变的SAR图像。

技术领域

本发明涉及雷达信号处理技术领域，具体涉及一种弹载SAR图像校正方法。

背景技术

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)是一种高分辨成像雷达，因其具有高分辨、全天候以及对一些地物有穿透性等优点，作为一种新型的成像工具，弹载合成孔径雷达导引头在精确制导领域正发挥着越来越大的作用。

弹载雷达导引头在导弹下降段采用SAR成像模式，实时获取地面场景的二维高分辨SAR图像，再将实时图像与基准模板图进行匹配，得到匹配目标点在基准图中的位置信息，并由几何关系，得到弹与目标点的精确距离，再利用多个匹配区域，得到多个精确距离，形成几何构型，解算弹体的真实位置，进而实时修正惯导的误差，提高系统的制导精度。SAR图像匹配是将在雷达在特定飞行弹道和波束入射角条件下的成像实时图与模板进行匹配，由于弹载下降段轨迹下的SAR成像，斜视角很大，距离和方位耦合严重，图像空变性大，且SAR图像的几何形变由多种因素引起，其形变量与参数之间的变化规律往往是非线性的，其总体变形可能是平移、缩放、旋转、弯曲等变化量综合产生。在进行图像匹配时，如果不对形变进行校正，图像匹配会存在误差，甚至出现无法匹配的情况。

目前弹载SAR图像的校正方法多是通过成像几何构型，推导地面场景坐标与最后的SAR图像坐标之间的复杂的坐标关系，进行几何校正，均属于从SAR成像斜平面到地面场景的正向投影过程，需要根据成像构型推导复杂的坐标映射关系，且要对成像平面点上所有点进行逐点映射，计算量大，不利于工程实现。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种弹载SAR图像校正方法，可得到精确的无形变的SAR图像。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种弹载SAR图像校正方法，其包括：

根据弹体在孔径中心时刻的参数建立地面坐标系O-x-y-z；

以波束中心点P为原点，建立图像坐标系P-xp-yp；

读入回波信号，得到聚焦后的斜平面图像；

以图像坐标系建立图像网格，根据地面实时图像尺寸M×N和分辨率得到图像网格上每一点的坐标(xi，yi)；

建立旋转矩阵，将图像网格上每一点的坐标(xi，yi)进行旋转变换，得到该点在地面坐标系中的坐标(xm，ym)；

根据坐标(xm，ym)，计算图像网格上的每一点在成像斜平面的距离信息和多普勒信息，并换算成对应斜平面图像的行信息和列信息；

对行信息和列信息以及对应的斜平面图像的灰度信息进行二维sinc插值，得到图像网格上所有点的幅度信息，从而得到校正后的SAR图像。

在上述技术方案的基础上，在地面坐标系O-x-y-z中，Oxz平面在地平面上，Ox指向速度在地面投影方向，Oy垂直地面向上，Oz与Ox和Oy满足右手法则。

在上述技术方案的基础上，图像坐标系P-xp-yp，建立在沿波束方向、速度方向或地面正北向。

在上述技术方案的基础上，图像坐标系P-xp-yp建立在沿波束方向，波束中心点P的坐标为：