[发明专利]基于子孔径的曲线航迹弹载SAR波前重建成像方法及系统

说明书

本发明属于雷达成像技术领域，特别涉及一种基于子孔径的曲线航迹弹载SAR波前重建成像方法及系统，针对曲线航迹弹载SAR成像问题，通过分析弹载平台曲线飞行情况下的SAR回波信号瞬时多普勒频率变化特点，将弹载SAR曲线孔径分段处理，得到若干子孔径，采用直线孔径趋于各子孔径并进行子孔径粗分辨成像；针对各子孔径数据分别进行粗分辨相干成像；将各子孔径成像图像进行旋转和相干叠加，得到全孔径聚焦雷达图像。本发明较好地处理了弹载SAR平台的各种曲线孔径，对曲线航迹SAR导引头的工程化具有重要意义；并进一步通过仿真数据表明，其能够有效处理SAR载体平台的曲线运动，以生成聚焦效果良好的SAR图像。

技术领域

本发明属于雷达成像技术领域，特别涉及一种基于子孔径的曲线航迹弹载SAR波前重建成像方法及系统。

背景技术

合成孔径雷达导引头(Synthetic Aperture Radar Seeker,SARS)能够利用获得的高分辨SAR图像完成中远程导弹的惯性导航系统积累误差修正和末制导寻的，是国内外雷达导引头的一个研究热点。常规SAR要求载体平台飞行航迹匀速平直，严重限制了SAR载体平台飞行路径规划的灵活性，而飞行物在飞行过程中不可避免地存在威胁回避、地形规避、末段机动等曲线飞行状态。因此，研究曲线航迹弹载SAR成像算法具有重要的现实意义和应用价值。

SAR载体平台的有意机动可能严重背离水平匀速直线运动，使常规SAR成像算法的基本假设不符合实际。现有技术中，将多普勒带宽、脉冲响应函数等基本的SAR概念和方程推广到了SAR载体平台非水平飞行的情形下，或分别利用距离相对多普勒处理(RangeRelative Doppler Processing,RRDP)和不变映射(Invariant Mapping Technique,IMT)技术解决SAR载体平台下降导致的距离徙动和几何畸变问题；或者通过曲线SAR系统以提高雷达的测绘速度；或同时在方位向和高度向进行孔径合成的曲线SAR三维参数化成像算法；或利用SAR平台的曲线航迹解决常规SAR目标横向位移与径向速度导致的多普勒频移模糊的问题。但它们都没有针对弹载SAR平台作曲线机动时的成像问题进行研究。可以看出，目前对于曲线航迹弹载SAR成像问题的研究集中于曲线SAR系统特性和成像难点分析，所提成像算法对平台曲线运动方式和规律进行了严格限制，不符合弹载SAR平台实际运动情况。

发明内容

为此，本发明提供一种基于子孔径的曲线航迹弹载SAR波前重建成像方法及系统，较好地处理了弹载SAR平台的各种曲线孔径，对曲线航迹SAR导引头的工程化具有重要意义。

按照本发明所提供的设计方案，提供一种基于子孔径的曲线航迹弹载SAR波前重建成像方法，包含如下内容：

将弹载SAR曲线孔径分段处理，得到若干子孔径，采用直线孔径趋于各子孔径并进行子孔径粗分辨成像；

针对各子孔径数据分别进行粗分辨相干成像；

将各子孔径成像图像进行旋转和相干叠加，得到全孔径聚焦雷达图像。

作为本发明曲线航迹弹载SAR波前重建成像方法，进一步地，依据雷达载体平台航迹的曲率和每幅粗分辨SAR图像的生成时间，确定子孔径长度。

作为本发明曲线航迹弹载SAR波前重建成像方法，进一步地，依据脉冲重复频率确定子孔径的最大长度，通过现行孔径成像方法生成粗分辨快视图像，以减少子孔径内方向位压缩处理中子孔径范围内SAR平台瞬时速度的大小和方向变化。

作为本发明曲线航迹弹载SAR波前重建成像方法，进一步地，依据雷达脉冲重复间隔PRI设定子孔径长度，针对采集的孔径数据，采用并行流水方式进行子孔径成像处理来获取新的粗分辨率子孔径图像，以通过结合已获取的粗分辨率子孔径图像来得到相应精分辨SAR图像。