[发明专利]一种用于合成孔径雷达过采样数据处理的超分辨方法

摘要

本发明公开了一种用于合成孔径雷达过采样数据处理的超分辨方法，该方法是为了获得超分辨的SAR图像。具体处理步骤为：二维回波信号的方位向傅里叶变换→补余徒动校正→距离向傅里叶变换→一致徒动校正和距离压缩→距离向傅里叶逆变换→附加相位校正→方位向傅里叶逆变换→融合反演矩阵的方位压缩。相较于匹配滤波等常规的成像处理方式，本发明处理的成像结果能量更加集中，显著提高空间分辨率，达到超分辨的目的。相较于完全基于矩阵的SAR数据处理，本发明与高效率的传统成像算法相结合，因而显著提高处理效率。

主权项

1.一种用于合成孔径雷达过采样数据处理的超分辨方法，其特征在于：所述方法是对地面接收站输出的过采样下的雷达原始数据进行方位向超分辨成像处理；具体包括有下列步骤：第一步：SAR信号处理器一方面接收地面接收站输出的回波信号E_echo，另一方面对接收到的回波信号E_echo进行方位向傅里叶变换处理，获得第一距离多普勒域信号E_A；SAR处理器接收到的回波信号E_echo是二维数据，采用矩阵形式表示为：N_a表示方位向采样点数；N_f表示距离向采样点数；n是一个变量，取值范围1至N_a，表示为方位向第n个点；m是一个变量，取值范围1至N_f，表示为距离向第m个点；表示沿方位向上采集到的第1个方位时刻的距离向上的第1个采样点；表示沿方位向上采集到的第1个方位时刻的距离向上的第2个采样点；表示沿方位向上采集到的第1个方位时刻的距离向上的第m个采样点；表示沿方位向上采集到的第1个方位时刻的距离向上的第N_f个采样点；表示沿方位向上采集到的第2个方位时刻的距离向上的第1个采样点；表示沿方位向上采集到的第2个方位时刻的距离向上的第2个采样点；表示沿方位向上采集到的第2个方位时刻的距离向上的第m个采样点；表示沿方位向上采集到的第2个方位时刻的距离向上的第N_f个采样点；表示沿方位向上采集到的第n个方位时刻的距离向上的第1个采样点；表示沿方位向上采集到的第n个方位时刻的距离向上的第2个采样点；表示沿方位向上采集到的第n个方位时刻的距离向上的第m个采样点；表示沿方位向上采集到的第n个方位时刻的距离向上的第N_f个采样点；表示沿方位向上采集到的第N_a个方位时刻的距离向上的第1个采样点；表示沿方位向上采集到的第N_a个方位时刻的距离向上的第2个采样点；表示沿方位向上采集到的第N_a个方位时刻的距离向上的第m个采样点；表示沿方位向上采集到的第N_a个方位时刻的距离向上的第N_f个采样点。所述回波信号E_echo经方位向傅里叶变换处理后，得到的E_A采用矩阵形式表示为：N_a表示方位向采样点数；N_f表示距离向采样点数；n是一个变量，取值范围1至N_a，表示为方位向第n个点；m是一个变量，取值范围1至N_f，表示为距离向第m个点；表示方位向上变换到的第1个方位频率的距离向上的第1个点；表示方位向上变换到的第1个方位频率的距离向上的第2个点；表示方位向上变换到的第1个方位频率的距离向上的第m个点；表示方位向上变换到的第1个方位频率的距离向上的第N_f个点；表示方位向上变换到的第2个方位频率的距离向上的第1个点；表示方位向上变换到的第2个方位频率的距离向上的第2个点；表示方位向上变换到的第2个方位频率的距离向上的第m个点；表示方位向上变换到的第2个方位频率的距离向上的第N_f个点；表示方位向上变换到的第n个方位频率的距离向上的第1个点；表示方位向上变换到的第n个方位频率的距离向上的第2个点；表示方位向上变换到的第n个方位频率的距离向上的第m个点；表示方位向上变换到的第n个方位频率的距离向上的第N_f个点；表示方位向上变换到的第N_a个方位频率的距离向上的第1个点；表示方位向上变换到的第N_a个方位频率的距离向上的第2个点；表示方位向上变换到的第N_a个方位频率的距离向上的第m个点；表示方位向上变换到的第N_a个方位频率的距离向上的第N_f个点。第二步：将第一步得到的第一距离多普勒域信号E_A与第一个参考方程Φ₁(τ,f_η;R_ref)相乘，得到第一补偿后的距离多普勒域信号E_B；所述的E_B采用矩阵形式表示为第三步:对第二步得到的第一补偿后距离多普勒域信号E_B进行距离向傅里叶变换，得到二维频域信号E_C；所述的E_c采用矩阵形式表示为第四步：将第三步得到的二维频域信号E_C与第二个参考方程Φ₂(f_τ,f_η)相乘，得到补偿后二维频域信号E_D；所述的E_D采用矩阵形式表示为第五步：对第四步得到的补偿后二维频域信号E_D进行距离向傅里叶逆变换，得到第二距离多普勒域信号E_F；所述的E_F采用矩阵形式表示为第六步：将第五步得到的第二距离多普勒域信号E_F与第三个参考方程Φ₃(τ,f_η)相乘，得到第二补偿后的距离多普勒域信号E_G；所述的E_G采用矩阵形式表示为第七步：对第六步得到的第二补偿后距离多普勒域信号E_G进行方位向傅里叶逆变换，得到距离时域－方位时域信号E_H；所述的E_H采用矩阵形式表示为第八步：利用第四个参考方程Φ₄(i)构建观测矩阵E_I，对观测矩阵E_I求广义逆，得到反演矩阵E_J；所述的E_J采用矩阵形式表示为第九步：将第七步得到的距离时域－方位时域信号E_H和反演矩阵E_J进行矩阵相乘，得到方位压缩的时域信号E_image；所述的方位压缩的时域信号E_image输出给备档操作系统；所述的E_image采用矩阵形式表示为