[发明专利]基于直视合成孔径激光成像雷达的交轨向变标重采样方法有效

专利信息
申请号: 201510478263.8 申请日: 2015-08-06
公开(公告)号: CN105093236B 公开(公告)日: 2017-09-12
发明(设计)人: 孙建锋;李光远;卢智勇;张宁;蔡光宇;张国;贾昱成;刘立人 申请(专利权)人: 中国科学院上海光学精密机械研究所
主分类号: G01S17/89 分类号: G01S17/89
代理公司: 上海新天专利代理有限公司31213 代理人: 张泽纯,张宁展
地址: 201800 上海市*** 国省代码: 上海;31
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摘要: 一种基于直视合成孔径激光成像雷达的交轨向变标重采样的方法,通过交轨向相位控制装置控制交轨向透镜做正弦往返运动,对交轨向透镜正弦运动时进行单向均匀采样(交轨向相位为正弦相位)下的回波数据进行变标,变标后的时间为非均匀的采样时间(交轨向相位为线性相位),然后以均匀的时间在变标后的非均匀时间之中进行重采样运算,从而得到一系列满足直视合成孔径激光成像雷达交轨向处理要求的均匀时间线性相位数据,最终通过傅里叶变换实现交轨向成像,实现顺轨向聚焦成像。本发明实现了合成孔径激光成像雷达的交轨向成像,对成像精度、分辨率有一定程度的提高,在未来机载以及星载合成孔径激光成像雷达系统中有广泛应用前景。
搜索关键词: 基于 直视 合成 孔径 激光 成像 雷达 变标重 采样 方法
【主权项】:
一种基于直视合成孔径激光成像雷达的交轨向变标重采样方法,其特征在于,包括如下方法:①通过控制直视合成孔径激光成像雷达的交轨向相位控制装置使交轨向透镜做正弦往返运动,设正弦运动轨迹为Asin(2πftf),则接收到的相位为:φ′(tf)=-2π(xp+S)Asin(2πftf)λR1/2]]>式中,A为交轨向相位控制装置做正弦运动的振幅,f为交轨向相位控制装置运动的频率,xp为目标面点目标的横坐标位置,S为相位偏置常数,R1为发射光场的等效二次项曲率半径,tf为透镜运动时间;②交轨向时间变标:当正弦运动轨迹Asin(2πftf)的触发位置选在‑A′,其中‑A≤‑A′<0,对应的起始采样时间为t1=arcsin(A′/A)/2πf,转化成的线性运动轨迹为则此时对应的时间为设采样点数为Nf,采样频率为采样均匀时间序列为:tf,n∈(-Nf2×2t1Nf,-Nf-22×2t1Nf,...,Nf-22×2t1NfNf2×2t1Nf)]]>tf,n为均匀采样时刻;由正弦运动轨迹Asin(2πftf)转化成线性运动时对应的时间为:tf′=Asin(2πftf,n)A′/t1=t1Asin(2πftf,n)A′]]>对其进行量化得到非均匀时间序列为:tf,n′∈t1AA′{sin[2πf(-Nf2·2t1Nf)],sin[2πf(-Nf-22·2t1Nf)],...,sin[2πf(Nf2·2t1Nf)]};]]>③交轨向重采样:用插值法在这些非均匀时间序列对应的值中插出均匀时间序列对应的值:即:式中:b=4π(xp+S)/λR1,a为传播过程中的常数,a′为激光传播过程以及重采样插值过程产生的常数项;④交轨向傅里叶变换:利用分离变量法提取交轨向数据,进行交轨向傅里叶变换:Sξ(ξ)=∫rect(tf2t1)V(tf)exp(-j2πξtf)dtf=a′∫rect(tf2t1)exp(-jbA′t1tf)exp(-j2πξtf)dtf=a′t1sinc(t1(ξ+bA′2πt1))]]>其中,ξ与目标点横坐标有关,可以作为雷达成像的横坐标;⑤顺轨向共轭匹配滤波,公式如下:S(y)=a′t1·rect(tsTs)exp[jπ(yp-βts)2λR1/2]⊗{rect(tsTs)exp[-jπ(βts)2λR1/2]}=a′′t1sinc[Ts(y-yp)λR1/2]exp(jπy2λR1/2)]]>其中,表示自相关运算,a″表示共轭匹配滤波之后的常数项,共轭匹配滤波函数为至此,实现直视合成孔径激光成像雷达在交轨向和顺轨向的成像。
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