[发明专利]基于二次椭圆模型的非平飞双站SAR频域FENLCS成像方法

说明书

本发明公开一种基于二次椭圆模型的非平飞双站SAR频域FENLCS成像方法：首先进行了距离向预处理，即在距离向应用了线性距离走动矫正、KT变换、一致距离徙动矫正、二次距离压缩。其次，进行了方位空变的残余高阶距离徙动矫正处理。根据距离向预处理结果，本发明提出了二次椭圆模型，用于准确描述等距点接收机斜视角与波束中心斜距的方位空变特性。本发明提出基于二次椭圆模型的改进的FENLCS成像处理方法，实现了残余多普勒中心、多普勒调频率和高次相位系数随方位位置空变的特性的去除，进而完成方位统一聚焦处理。此外，提出了一种频域高次非空变预滤波方法，简化了FENLCS算法的推导过程，提高聚焦质量。

技术领域

本发明属于信号处理领域，涉及双站合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)高分辨率成像中，一种改进的非平行轨迹双站SAR的高质量成像处理工作。

背景技术

在合成孔径雷达SAR成像领域，接收机与发射机分置于两个机动平台的双站SAR，具有构型灵活、隐蔽性好、反侦察能力强等优点，受到了越来越广泛的关注。在各类双站SAR系统中，机载非平行轨迹双站SAR在军事和民用领域展现出较为广阔的应用前景，是双站SAR技术研究的一个重要发展方向。

传统双站SAR成像算法大多是针对收发平台的飞行速度及方向差异较小的情况下进行的，包括距离多普勒算法，非线性变标(nonlinear chirp scaling,NLCS)算法等。这些算法大多只能处理回波数据的方位空变性较小的情况，成像分辨率、成像宽度，以及算法的适用性均受到较大的限制。因而，对构型更为复杂的大斜视角、非平飞双站SAR的高质量成像算法研究具有较强的紧迫性和必要性。

发明内容

为了解决非平飞双站SAR成像处理所面临的技术问题，本发明基于一种改进的非平飞双站SAR波束同步照射模型，并提出了能准确描述收发双站波束空变特性的二次椭圆模型。基于该模型，提出了一种改进的频域非线性变标(frequency-domain extendednonlinear chirp scaling,FENLCS)成像处理方法，使之适用于接收机斜视角及多普勒参数(中心频率与调频率等)方位空变的非平飞双站SAR高分辨成像处理。

本发明所采用的非平飞双站SAR波束同步照射模型保证了收发波束同步，然而，接收机斜视角是方位空变的。在这种构型下，以场景中心为参考的走动校正无法完全去除多普勒中心频率，同时，残留多普勒中心使多普勒调频率及高次相位系数更为复杂。基于改进的非平飞双站SAR波束同步照射模型，本发明构建了准确描述点目标收发双站波束空变特性的二次椭圆模型，以更加准确地描述距离预处理之后等距点波束中心斜距及多普勒相位的方位空变特性。基于该二次椭圆模型，本发明提出了一种改进的FENLCS算法，以校正残留多普勒中心、多普勒调频率及高次相位系数的方位空变性，实现方位时域聚焦的统一处理。