[发明专利]一种基于Keystone变换的地基合成孔径雷达快速成像方法

摘要

本发明公开了一种基于Keystone变换的地基合成孔径雷达快速成像方法。使用本发明能够适应GB SAR形变监测系统目标区域距离跨度大、多普勒中心空变性严重、方位分辨率随距离扩大等成像处理问题，并能满足系统实时性需求。发明是一种基于Keystone变换的方位Dechirp成像处理算法，相比于现有的经典SAR成像算法，本发明充分考虑了GB SAR信号模型特点，更适用于GB SAR实时系统成像处理任务。

主权项

一种基于Keystone变换的地基合成孔径雷达快速成像方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，对雷达回波信号进行距离向处理：将回波信号进行距离压缩，在距离频域对距离压缩后的信号进行Keystone变换，完成距离徙动校正；步骤2，方位相处理：步骤2.1，将完成距离徙动校正后的信号变换到距离多普勒域，将多普勒域等效为方位角正弦域t‑sinθ，然后对信号进行方位分块：将信号沿整个sinθ轴划分为N_sub个宽度为Δ_sinθ的子块，各子块的中心位于(sinθ)_i，i＝1,2,…,N_sub，其中，N_sub为正整数，Δ_sinθ为满足下式的最大值：sinθ＝Δ_sinθ·N_sub${\mathrm{\Δ}}_{\sin \mathrm{\θ}}\≤\sqrt{\frac{2{\mathrm{\λ}}_c{\mathrm{\ρ}}_{\min }}{L^2}+4{\left|\sin \mathrm{\θ}\right|}_{\max }^2}-2{\left|\sin \mathrm{\θ}\right|}_{\max }-\frac{(1-{\left|\sin \mathrm{\θ}\right|}_{\max }^2)L}{{\mathrm{\ρ}}_{\min }};$其中，λ_c为发射信号载波对应的波长，ρ_min为最小成像距离，L是雷达合成孔径长度，|sinθ|_max表示场景内全部目标的方位角正弦值的绝对值|sinθ|中的最大值；步骤2.2，将各子块的信号变换到方位时域，各子块在二维时域分别与相应的参考信号进行Dechirp处理，其中，参考信号d_a为$d_a(t,x_n;{\left(\sin \mathrm{\θ}\right)}_i)=\mathrm{rect}\left(\frac{x_n}{L}\right)\exp \left[j\frac{2\mathrm{\π}}{{\mathrm{\λ}}_c}\frac{(1-{\left(\sin \mathrm{\θ}\right)}_i^2)}{t\·c/2}{x}_n^2\right]$其中，t为距离快时间，x_n是方位采样位置，c是光速；步骤2.3，将各子块Dechirp处理结果在二维时域相加，然后经方位快速傅里叶变换获得伪极坐标系下的SAR图像。