[发明专利]一种高分辨率星载SAR系统多子带信号误差估计与补偿方法

说明书

本发明涉及一种高分辨率星载SAR系统多子带信号误差估计与补偿方法，属于信号处理领域；步骤一、基于各子带成像数据中的强点目标，采用相位梯度自聚焦方法计算各子带内信号的幅度误差A′_k(f_τ)和相位误差Φ'_k(f_τ)；步骤二、计算子带间信号的幅度误差ΔΡ_k、相位误差Δα_k和时延误差Δt_k；步骤三、对原始数据的多子带成像数据进行误差补偿，并进行多子带信号拼接，得到全分辨率SAR图像，实现距离向分辨率的提升；本发明基于各子带成像数据，采用相位梯度自聚焦方法估计各子带信号的幅度和相位误差，在此基础上，进一步估计子带间的时延、幅度和相位误差，并给出了子带内和子带间误差补偿方法。

技术领域

本发明属于信号处理领域，涉及一种高分辨率星载SAR系统多子带信号误差估计与补偿方法。

背景技术

分辨率是星载SAR系统的核心指标，分辨率越高，其精确描述目标的能力越强，有助于目标特性的提取，目前世界各国正在大力发展高分辨率星载SAR系统。星载SAR主要通过发射大带宽线性调频信号以实现距离向高分辨成像，但随着分辨率的不断提高，其发射信号的带宽也随之提高，对于高分辨率星载SAR系统，如为实现0.15m分辨率，其需要的发射信号带宽超过2GHz。发射和接收如此大带宽的信号面临着很多技术和方法上的难题，常用的解决方案为发射若干个不同载频的子带信号，然后通过数字信号处理的方法将各个子带信号进行拼接合成，从而得到大带宽信号，获得距离向高分辨图像。

但采用多子带合成高质量大带宽信号需要有两个前提，一是，各子带内的幅度和相位误差较小，其不影响子带信号的压缩质量；二是，各子带间具有较好的时延、幅度和相位一致性。但对于多子带大带宽星载SAR系统，不同子带信号经过不同的发射通道、接收通道等硬件系统，同时不同子带信号在大气传播中的传输特性也不一致，其不仅导致子带内存在幅度和相位误差，各子带间也存在时延、幅度和相位不一致误差，子带内和子带间的误差均影响多子带合成后的信号质量，从而影响成像质量。通过内定标信号可以一定程度上提取SAR系统的子带内和子带间误差，但内定标信号和实际成像信号链路不完全相同，且没有考虑大气传播等因素引起的误差。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种高分辨率星载SAR系统多子带信号误差估计与补偿方法，基于各子带成像数据，采用相位梯度自聚焦方法估计各子带信号的幅度和相位误差，在此基础上，进一步估计子带间的时延、幅度和相位误差，并给出了子带内和子带间误差补偿方法。

本发明解决技术的方案是：

一种高分辨率星载SAR系统多子带信号误差估计与补偿方法，包括如下步骤：

步骤一、基于各子带成像数据中的强点目标，采用相位梯度自聚焦方法计算各子带内信号的幅度误差A′_k(f_τ)和相位误差Φ'_k(f_τ)；

步骤二、计算子带间信号的幅度误差ΔΡ_k、相位误差Δα_k和时延误差Δt_k；

步骤三、根据子带内信号的幅度误差A′_k(f_τ)、相位误差Φ'_k(f_τ)和子带间信号的幅度误差ΔΡ_k、相位误差Δα_k和时延误差Δt_k，对原始数据的多子带成像数据进行误差补偿，并进行多子带信号拼接，得到全分辨率SAR图像，实现距离向分辨率的提升。

在上述的一种高分辨率星载SAR系统多子带信号误差估计与补偿方法，所述步骤一中，计算各子带内的信号幅度误差A′_k(f_τ)和相位误差Φ'_k(f_τ)的具体方法为：