[发明专利]一种合成孔径雷达图像方位二次聚焦方法

摘要

本发明属于合成孔径雷达图像方位聚焦技术领域，特别涉及一种合成孔径雷达图像方位二次聚焦方法。本发明包括以下步骤：步骤1，获取成像处理后的SAR图像；步骤2，将SAR图像划分为多个相同尺寸的图像块；当i＝1时，执行步骤3；步骤3，设定迭代参数当j＝1时，执行步骤4；步骤4，得出给予的像素点对应的目标点的高程，给予的像素点为N个图像块的第i个图像块的第j个像素点；计算给予的像素点对应的雷达等效速度；构造给予的像素点对应的二次相位误差补偿函数；对N个图像块的第i个图像块的给予的像素点进行相位补偿；判断所有图像块的所有像素点的相位补偿过程是否完成，如果完成，则将经相位补偿后的所有图像块合并成经方位向二次聚焦后的SAR图像。

主权项

一种合成孔径雷达图像方位二次聚焦方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，获取合成孔径雷达回波数据，针对合成孔径雷达回波数据进行SAR成像处理，得出SAR图像，获取能够覆盖成像区域的先验数字高程模型；步骤2，将SAR图像划分为N个相同尺寸的图像块，每个图像块的像素点数为M，N为大于1的自然数，M为大于1的自然数；设定迭代参数i＝1，2，...，当i＝1时，执行步骤3；步骤3，设定迭代参数j＝1，2，...，当j＝1时，执行步骤4；步骤4，针对给予的像素点进行SAR图像目标定位，得出给予的像素点对应的目标点的高程，所述给予的像素点为所述N个图像块的第i个图像块的第j个像素点；所述步骤4的具体子步骤为：(4.1)设定给予的像素点对应的目标点的初始参考高程值为h0，所述给予的像素点为N个图像块的第i个图像块的第j个像素点；令高程变量h＝h0；(4.2)根据以下SAR几何定位方程组，迭代求解给予的像素点对应的目标点在地心固连坐标系下的坐标：2vm(tm)·[pt-pm(tm)]λr1=0|pt-pm(tm)|=r1pt,x2+pt,y2(Re+h)2+pt,z2(1-f)2(Re+h)2=1]]>其中，tm为方位时刻，vm(tm)为卫星速度矢量，λ为合成孔径雷达发射信号的波长，r1为合成孔径雷达斜距，pt表示给予的像素点对应的目标点在地心固连坐标系下的坐标，pt＝(pt，x，pt，y，pt，z)1，上标“T”为矩阵或向量的转置，pt，x、pt，y和pt，z分别为给予的像素点对应的目标点在地心固连坐标系下的X轴坐标、Y轴坐标和Z轴坐标，pm(tm)为合成孔径雷达的接收天线的相位中心位置，|pt‑pm(tm)|表示向量pt‑pm(tm)的模，Re为赤道半径，f为地球扁率因子；(4.3)将给予的像素点对应的目标点在地心固连坐标系下的坐标转换至先验数字高程模型所在坐标系；(4.4)根据给予的像素点对应的目标点在先验数字高程模型所在坐标系中的坐标，插值出给予的像素点对应的目标点的高程值h1；(4.5)设定迭代结束的阈值hthres；(4.6)计算插值后得出的给予的像素点对应的目标点的高程值h1和给予的像素点对应的目标点的初始参考高程值h0的差值，若h1和h0的插值满足|h1‑h0|≤hthres，则给予的像素点对应的目标点的高程为h，然后执行步骤5；否则，将令h＝h1，然后执行子步骤(4.2)；步骤5，利用给予的像素点对应的目标点的高程，计算给予的像素点对应的雷达等效速度；步骤6，利用给予的像素点对应的雷达等效速度，构造给予的像素点对应的二次相位误差补偿函数；步骤7，将所述N个图像块的第i个图像块作方位向傅里叶变换，得出所述N个图像块的第i个图像块对应的距离多普勒域信号；利用步骤6中给予的像素点对应的二次相位误差补偿函数对N个图像块的第i个图像块对应的距离多普勒域信号进行相位补偿，得出经相位补偿后的信号；将经相位补偿后的信号进行方位向逆傅里叶变换，得出经相位补偿处理后的第i个图像块；将N个图像块的第i个图像块设为经相位补偿处理后的第i个图像块；步骤8，判断i是否等于N，如果i≠N，则判断j是否等于M，如果j＝M，则令i的值自增1，然后返回至步骤3，如果j≠M，则令j的值自增1，然后返回至步骤4；如果i＝N，则判断j是否等于M，如果j≠M，则令j的值自增1，然后返回至步骤4，如果j＝M，则将得出的经相位补偿处理后的第1个图像块至第N个图像块合并为经方位向二次聚焦后的SAR图像。