[发明专利]TOPS SAR系统的通道相位偏差估计方法和装置

说明书

本发明提供一种TOPS SAR系统的通道相位偏差估计方法和装置，方法包括：步骤一，获取TOPS SAR系统中每个通道的回波信号；步骤二，对所述回波信号进行“去斜”操作，得到“去斜”后的回波数据；步骤三，将所述“去斜”后的回波信号进行变换，得到距离‑多普勒域的回波信号；步骤四，对所述距离‑多普勒域的回波信号进行处理，得到重构多普勒谱；步骤五，基于对所述重构多普勒谱的分析结果构造通道相位偏差目标优化函数；步骤六，通过所述通道相位偏差目标优化函数，得到通道相位偏差估计值；通过本申请的TOPS SAR系统的通道相位偏差估计方法，得到相位偏差估计值更加准确，从而能够提高聚焦的SAR图像的质量。

技术领域

本发明属于信号处理技术领域，具体涉及一种TOPS SAR系统的通道相位偏差估计方法和装置。

背景技术

通道相位偏差(Channel Phase Bias)是指在星载方位多通道合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)系统工作过程中，由于受到处理技术、温度、天线位置测量等不准确因素的影响，造成各通道间的特性不一致。这种不可避免的通道不平衡严重影响数字波束形成(Digital Beamforming，DBF)技术的重构性能，导致在最终的SAR图像中存在方位模糊和峰值增益损失，严重地影响图像质量。

目前，针对通道相位偏差估计方法，目前，基于频谱能量分布的自适应加权最小二乘法可以应用于具有波束渐进扫描特性的方位多通道SAR模式中，其基于多普勒谱优化得到相位偏差，但是该方法对多普勒中心精度非常敏感，稳定性难以保证。采用信号子空间和噪声子空间的正交性可以进行相位偏差估计，两者可以通过特征分解多通道SAR回波信号的协方差矩阵得到，虽然实现简单，但是没有考虑TOPS模式下波束扫描特性对多普勒谱的影响。近几年，为了保证方位多通道合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR) 系统的可靠性，通过使用方位互相关、多重信号分类(Multiple Signal Classification,MUSIC)理论等方法可以对方位多通道条带SAR系统的通道相位偏差估计进行估计，但是都无法适用于具有波束渐进扫描特性的方位多通道TOPS SAR系统中。

综上所述，针对方位多通道TOPS SAR系统的通道相位偏差矫正，提高最终聚焦SAR图像的质量，提出一种适用于方位多通道TOPS SAR系统的通道相位偏差估计的方法是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种TOPS SAR系统的通道相位偏差估计方法和装置，用以提高SAR图像的质量。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种TOPS SAR系统的通道相位偏差估计方法，所述方法包括：

步骤一，获取TOPS SAR系统中每个通道的回波信号；

步骤二，对所述回波信号进行“去斜”操作，得到“去斜”后的回波数据；

步骤三，将所述“去斜”后的回波信号变换至距离-多普勒域，得到距离 -多普勒域的回波信号；

步骤四，对所述距离-多普勒域的回波信号进行处理，得到重构多普勒谱；

步骤五，基于对所述重构多普勒谱的分析结果，构造通道相位偏差目标优化函数；

步骤六，通过所述通道相位偏差目标优化函数，得到通道相位偏差估计值。

进一步的，步骤二中，基于“两步式”聚焦技术对所述回波信号进行“去斜”操作，得到得到“去斜”后的回波数据。

进一步的，所述基于“两步式”聚焦技术对所述回波信号进行“去斜”操作包括：

通过每个通道的方位采样点数、每个通道的采样间隔和TOPS SAR系统中通道个数构建TOPS SAR系统的参考模型；