[发明专利]一种逆合成孔径激光雷达成像振动相位误差估计装置与方法

权利要求书

1.一种逆合成孔径激光雷达成像振动相位误差估计装置，该装置包括激光器系统(1)，多通道信号接收系统(6)，多通道数据采集系统(7)，数据处理系统(8)，信号发射器(5)，分束器(2)和探测器(9)，其特征在于：多通道信号接收系统(6)为V型排布的多通道信号接收系统，V型排布的多通道信号接收系统内，信号接收器组成的两条基线非正交，各个接收器的间距通过优化设计得到，通过该排布方式接收的数据对振动相位误差估计的有效性更高，激光器系统产生用于目标探测的线性调频信号，其中一部分作为本振信号和参考信号，另一部分用于目标探测，本振信号和回波信号混频得到包含目标信息的中频信号，参考信号用于发射信号非线性误差补偿，V型排布的多通道信号接收系统内共有2M+1个信号接收器，组成两条基线，两条基线所成角度不定，可以是锐角，直角或钝角，每条基线上安装有M个信号接收器，通过优化可以计算得到每两个信号接收器排布间隔的最佳值，数据处理系统根据多通道信号接收系统和多通道数据采集系统接收采集到的数据s_i(t)对振动相位误差进行估计并成像，其中i＝0，1，2……M，M+1，……2M。

2.根据权利要求1所述的一种逆合成孔径激光雷达成像振动相位误差估计装置，其V型结构基线的夹角为锐角，或直角等任意角度的结构形式。

3.根据权利要求1所述的一种逆合成孔径激光雷达成像振动相位误差估计装置，所述激光器系统(1)产生用于目标探测的线性调频信号，在分束器(2)处按比例分为两路，其中一路作为探测信号用于目标探测，另一路作为本振信号和参考信号。

4.根据权利要求1所述的一种逆合成孔径激光雷达成像振动相位误差估计装置，所述探测器(9)为多通道探测器，具体探测路数为信号接收器个数加本振信号路数加参考信号路数。

5.一种振动相位误差估计的成像方法，其特征在于，包括：

步骤1：利用参考信号对回波数据做非线性补偿；

步骤2：对非线性补偿后的数据做平动补偿和转动补偿；

步骤3：对补偿后数据进行距离向压缩处理；

步骤4：步骤3处理得到2M+1组数据，其中每一基线上同一序号天线与中心天线信号干涉，提取得到M个基线方向包含振动相位误差梯度的干涉相位；

步骤5：根据回波数据利用调频率定标方法估计目标运动速度；

步骤6：根据干涉相位，由几何关系和估计得到的目标运动速度计算得到振动相位误差梯度；

步骤7：将相位误差梯度在时间方向积分，得到某两组信号之间的振动相位误差；

步骤8：将振动相位误差值基线方向在空间上进行平均，得到运动目标在慢时间内的估计振动相位误差；

步骤9：根据估计得到的振动相位误差对接收原始数据做出补偿；

步骤10：对补偿后的回波数据进行方位向压缩，得到目标图像。