[发明专利]一种子孔径大斜视SAR俯冲成像的两步处理方法

说明书

本发明公开了一种子孔径大斜视SAR俯冲成像的两步处理方法，属于雷达信号处理技术领域；该方法分为两步：第一步，建立俯冲等效平飞的成像几何模型，在距离频域完成走动校正、二维频域完成距离向脉压和徙动校正、距离多普勒域引入频域变标因子实现空变校正完成方位向脉压；第二步，根据成像处理的步骤，建立地平面和斜平面之间的投影关系，通过反向投影的方法，得到无形变的地平面图像。本发明将俯冲成像等效为平飞成像进行处理，成像模型满足沿合速度方向的平移不变性，在不增加运算量的前提下使方位统一处理成为可能，同时使运动补偿变得相对简单。

技术领域

本发明属于雷达信号处理技术领域，尤其涉及一种子孔径大斜视SAR俯冲成像的两步处理方法。

背景技术

合成孔径雷达(SAR)作为一种微波有源传感器，可以全天时、全天候、远距离获取观测场景的二维图像，已广泛应用于各种雷达载体平台。为保证具有一定的转弯机动时间，SAR平台通常工作在斜视成像模式，并结合子孔径数据相干处理，实现对感兴趣区域的快视成像，同时可简化处理流程、减小运动补偿复杂度、计算量和存储量，提高处理效率。因此，对采用子孔径数据进行大斜视SAR成像的研究具有重要意义。

对于俯冲模式，由于垂向速度的存在，SAR的回波信号不再满足传统平飞模式下的方位平移不变性，导致传统SAR成像方法不能直接适用于俯冲模式下的成像处理。此外，二维聚焦得到的斜平面SAR图像，其本质是地面三维场景在成像斜平面上的非线性投影，无法反映真实的地物地貌特征，从而无法用以检测识别和匹配定位，需要对其进行斜地投影以得到真实的地平面图像。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提出一种子孔径大斜视SAR俯冲成像的两步处理方法。通过提出“俯冲等效平飞”模型和引入频域变标因子进行方位向处理，实现二维精确聚焦；通过建立从地平面到斜平面的反向投影关系，实现从斜平面图像到地平面图像的快速投影几何校正。

本发明的技术思路是：本发明为两步处理方法：第一步，建立“俯冲等效平飞”的成像几何模型，在距离频域完成走动校正、二维频域完成距离向脉压和徙动校正、距离多普勒域引入频域变标因子实现空变校正完成方位向脉压；第二步，根据成像处理的步骤，建立地平面和斜平面之间的投影关系，通过反向投影的方法，得到无形变的地平面图像。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以解决。

一种子孔径大斜视SAR俯冲成像的两步处理方法，包括以下步骤：

步骤1，建立俯冲大斜视SAR成像几何模型，得到俯冲大斜视SAR到波束覆盖区内目标的斜距表达式，根据俯冲等效平飞原理，对斜距表达式进行重写，得到等效平飞的俯冲大斜视SAR斜距表达式；

步骤2，构造基频回波信号ss₀(t_r,t_m；R₀)，对基频回波信号ss₀(t_r,t_m；R₀)进行距离向傅里叶变换后，引入距离走动校正函数H_LRWC(f_r,t_m)进行距离走动校正，得到距离走动校正后的信号；对距离走动校正后的信号进行方位向傅里叶变换后，引入距离脉压-距离弯曲校正-二次距离脉压函数H_{RC_RCC_SRC}(f_r,f_a)，得到距离向处理后的信号SS′₀(f_r,f_a；R₀)；