[发明专利]一种高分辨率聚束SAR二维缺失数据成像处理方法

摘要

本发明公开了一种高分辨率聚束SAR二维缺失数据成像处理方法，实际数据采集过程中，空气扰动、无线频段干扰等因素均有可能导致数据在某些频点或者某些位置处的缺失。此时，FFT类方法重建SAR图像会不可避免的存在点目标响应函数畸变、模糊以及混叠等现象，进而影响后续目标识别和检测工作。针对此问题，本发明提出基于矩阵完备理论的聚束SAR缺失数据成像；在得到含有缺失的回波数据之后进行去调频处理，去除回波信号中的二次相位；然后，利用矩阵完备理论恢复出完整数据，利用恢复的完整数据二维IFFT实现成像。与现有利用含有缺失数据的回波成像算法相比，本发明考虑到二维数据缺失的情况，并实现了和聚束SAR相同的分辨率。

主权项

1.一种基于低秩矩阵恢复的高分辨率聚束SAR二维缺失数据成像处理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、雷达发射原信号，经过目标辐射后雷达接收到数据缺失的回波信号，首先对回波信号进行去调频处理，并去除残留视频相位误差；步骤二、对去调频处理后的回波信号进行处理，使之处理后的回波信号的相位满足线性特性，得到部分数据缺失且满足低秩特性的回波矩阵；步骤二具体如下：首先在满足平面波前假设的条件下，回波信号相位为：其中，(x_t，y_t)为成像场景中点目标的坐标，和θ分别为瞬时方位角和瞬时俯仰角，K_R为空间频域的波数向量，K_R的值为其中，K为雷达发射信号的调频斜率，c为光速，是数据缺失之后的距离向时间，R_a为雷达天线相位中心到场景中心的瞬时距离，f_c为雷达信号载频；式(1)用空间波数域表示为其中，K_x和K_y分别表示方位和距离空间频率；忽略信号幅度及复散射系数影响，雷达回波信号表示为：其中，j为虚数单位，从式(6)看出，雷达回波信号与目标函数间存在傅里叶变换关系，因此对回波数据直接作二维傅里叶变换即实现对目标的聚焦成像；但实际回波信号在映射到空间频域(K_x,K_y)之后是极坐标格式排列，采样间隔不均匀；为了利用FFT实现成像，要求回波信号在空间频域(K_x,K_y)正交均匀分布；聚束SAR经典算法极坐标格式算法PFA通过重采样将极坐标格式数据转换为直角坐标格式数据，然后对重采样后的数据作二维IFFT实现对目标的成像，重采样过程就是距离向插值和方位向插值；步骤三、对步骤二得到的回波矩阵利用非精确增广拉格朗日乘子法恢复出完整数据，在得到完整数据之后利用二维离散傅里叶逆变换IFFT实现成像，得到成像场景的二维图像。