[发明专利]SAR对复杂地形场景时域快速成像方法、系统、终端及应用

权利要求书

1.一种SAR对复杂地形场景时域快速成像方法，其特征在于，所述SAR对复杂地形场景时域快速成像方法包括以下步骤：

步骤一，根据场景地形起伏信息将第一级子孔径下的子图像进行高程信息重建：确定子图像内高程信息的匹配因子及匹配范围；对匹配范围内的点进行高程信息重建；

步骤二，通过几何构型确定下一级子图像所对应的高程信息；通过确定的高程信息及与第一级子图像的几何构型找到相应的第一级子图像的信号；将对应的上一级的子图像中的信号投影到下一级子图像中；

步骤三，重复步骤一-步骤二，进行递归处理，不断获得方位分辨率升高的SAR图像，直到获得全孔径下的图像，结束递归；

步骤一中，所述根据场景地形起伏信息将第一级子孔径下的子图像进行高程信息重建，包括：

(1)雷达沿着具有曲线轨迹AB的高机动平台移动，轨迹AB在XOY平面上；令t表示方位角时间，在t处，天线相位中心APC在(x_t,y_t)处，其中x_t和y_t表示为t的函数，如下所示：

在中心方位时间，APC用O₀(0,H₀,0)表示，其中H₀表示雷达距地面ZOX的高度；令P₀(x₀,z₀,h)表示场景中有高程信息的任意目标点，其中x₀和z₀表示笛卡尔坐标系的网格，则在t时来自P₀点的回波表示为：

其中，是相对于回波信号的波数向量，是相同方向上的距离向量；

的长度由下式给出：

将P₀通过场景的几何模型从笛卡尔坐标系转换为ρθY混合坐标系，表示为P(ρ₀,θ₀,h)，则ρθY混合坐标系网格中的图像可以给出：

其中，表示从C到网格P(ρ₀,θ₀,h)的范围矢量，其长度表示为：

(2)确定子图像内高程信息的匹配因子及匹配范围；

(3)对匹配范围内的点进行高程信息重建，已知高程信息后就可求出R(t)，从而获得第一级的子图像；

所述确定子图像内高程信息的匹配因子及匹配范围，对匹配范围内的点进行高程信息重建，包括：

(1)选取目标场景混合坐标的平均间隔，并以该间隔作为最小量计算出N个平均间隔的范围量，令这个范围量作为匹配区域即r的取值；将没有高程信息的网格点P₀(ρ₀,θ₀)作为区域的中心，使匹配区域r的值表示半径，并取一个圆的区域；以该区域目标场景的极坐标点P”(ρ₁,θ₁)为中心，r为半径取一个新的圆形区域，两个区域的交集即为匹配因子，待匹配的高程信息区域表示为：

其中，ρ₀和θ₀表示网格点的坐标参数；ρ₁和θ₁代表目标场景的极坐标参数；匹配因子S表示为：

(2)计算匹配区域中N点的匹配因子后，得到匹配因子最大的点，同时该点也是匹配度最大的点；根据匹配度最大的点，即可重构网格的高程信息；P'是网格中的点，点P'的高程信息在与Y轴平行的线y'上，P₀”是P₀'(ρ₁,θ₁,h')在ρ0θ上的投影；P₀'是与目标场景中的P'点具有最高匹配度的混合坐标系中的点，即待匹配的高程信息区域中相交的区域最大，故P₀'和P'之间的连接线是最短的；由于P₀'和P'匹配最高，故线段P₀'P'也应该是最短的；只有当线段P₀'P'与直线y'正交时，P₀'P'才能最短，如下：

y＝PP'＝P₀'P₀”＝h'；

因此，点P的高度信息y等于P₀'的高度信息h'；P(ρ₀,θ₀,y)是重构网格点P'获得高程信息的点。