[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

说明书

本发明属于雷达成像技术领域，公开了一种SAR对复杂地形场景时域快速成像方法、系统、终端及应用，所述SAR对复杂地形场景时域快速成像方法包括：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；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；重复进行递归处理，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。本发明可以在遇到复杂地形场景下利用高机动平台SAR进行快速高精度成像，并且基于FFBP成像算法的构架，易于实现工程上的流水处理和实时处理，加快运算速度。

技术领域

本发明属于雷达成像技术领域，尤其涉及一种SAR对复杂地形场景时域快速成像方法、系统、终端及应用。

背景技术

目前，合成孔径雷达具有在全天候、全天时获得高分辨率图像的能力，是微波遥感的重要工具。现如今，SAR成像技术广泛地应用于地形遥感探测、军事应用等领域。随着硬件技术的飞速发展，SAR传感器可以被装备在许多设备或平台上，常见的如无人机、导弹、卫星等。当高机动平台配备SAR传感器工作时，需要对目标场景中的典型地貌特征信息进行实时的高精度成像。尤其是在遇到复杂地形场景时，能够快速对具有地形起伏的场景成像就变得尤为重要。

现有的SAR成像算法主要包括频域算法和时域算法。然而，对于一些三维场景，由于一些剧烈的地形起伏，传统的频域成像算法虽然具有较快的运算速度，但是很难直接地和地形高程数据结合处理。频域成像的方法通常需要满足或近似满足回波信号方位不变的假设，然而在很多非匀速直线飞行轨迹的高机动平台SAR下，场景的几何构型较为复杂的SAR应用模式中，回波信号不再满足方位不变的假设，这给基于频域成像算法的仿真方法引入难点。由于时域算法其独立于方位不变假设的特性，使得其对非线性飞行轨迹的高机动平台SAR具有很好的应用效果。但是，在存在地形起伏的条件下，SAR时域算法也难以获得高质量的SAR成像结果，SAR图像会出现一些严重的几何畸变，这种现象将会导致SAR图像变得无法实际使用。对于高机动平台SAR的影响会更明显，由于高机动平台SAR的曲线运动轨迹本身对于场景的地形起伏就极为敏感，这样会大大降低成像的效果。因此需要研究一种快速时域算法，用来解决结合地形起伏情况下的高机动平台SAR高精度快速成像问题。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)传统的频域成像算法很难直接地和地形高程数据结合处理。

(2)频域成像的方法在场景的几何构型较为复杂的SAR应用模式中，无法满足频域算法本身的方位向不变的假设，难以对复杂场景进行快速高效成像。

(3)传统时域成像算法，当场景存在复杂地形起伏时，SAR时域算法会产生一些严重的几何畸变，这种现象会导致SAR图像无法使用。

解决以上问题及缺陷的难度为：如何选择在复杂地形场景下高效、精确、适用性广的高机动平台SAR成像处理算法方法。

解决以上问题及缺陷的意义为：本发明提供高精度高效率的复杂地形场景下高机动平台SAR的快速成像算法方法，该方法可以在遇到复杂地形场景下利用高机动平台SAR进行快速高精度成像。本发明采用基于FFBP成像算法的构架，易于实现工程上的流水处理和实时处理，进一步加快运算速度。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种SAR对复杂地形场景时域快速成像方法、系统、终端及应用，尤其涉及一种基于FFBP逆向处理的SAR对复杂地形场景时域快速成像方法、系统、终端及应用。

本发明是这样实现的，一种SAR对复杂地形场景时域快速成像方法，所述SAR对复杂地形场景时域快速成像方法包括以下步骤：