[发明专利]一种机载双基前视SAR方位相位的二维空变校正方法

摘要

本发明提出了一种机载双基前视SAR方位相位二维空变的校正方法，解决了现有技术中存在的大幅宽场景成像下方位相位聚焦效果较差的技术问题。实现步骤为：计算机载双基前视SAR的斜距历程；计算机载双基前视SAR的斜距历程的泰勒展开式；根据泰勒展开式，计算场景中心点的回波信号；对场景中心点的回波信号进行距离向处理；对距离徙动校正后的回波信号进行方位高次相位滤波；对滤波后的方位信号进行方位向空变校正；对方位非空变回波信号进行距离向空变校正。本发明有效地提高了SAR回波数据的聚焦精度，有助于获得高质量的SAR图像，进而提高SAR图像检测和鉴别性能。

主权项

1.一种机载双基前视SAR方位相位二维空变的校正方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)计算机载双基前视SAR的斜距历程Rbf(tm)：(1a)构建机载双基前视SAR飞行模型：假设处于前视接收模式的接收机沿以其星下点为原点建立的北天东坐标系xOyz的y轴做速度为vr的匀速直线运动，该接收机在xOyz坐标系中初始坐标为(0,0，Hr)，假设处于侧视照射状态的发射机沿与xOyz坐标系中y轴成ψ角的x'Oy'z坐标中的y'轴做速度为vt的匀速直线运动，该发射机在x'Oy'z坐标系中初始坐标为(xt'，yt'，Ht)，假设接收机和发射机的方位时间为tm，假设场景中心点在xOyz坐标系中的坐标为xp,yp,0，在x'Oy'z坐标系中的坐标为x'p,y'p,0；(1b)计算场景中心点与接收机的瞬时斜距Rr(tm)，及与发射机的瞬时斜距Rt(tm)：(1c)计算机载双基前视SAR的斜距历程Rbf(tm)：Rbf(tm)＝Rr(tm)+Rt(tm)；(2)计算机载双基前视SAR的斜距历程Rbf(tm)的泰勒展开式Rbf′(tm)：对机载双基前视SAR的斜距历程Rbf(tm)进行泰勒级数展开，得到机载双基前视SAR的斜距历程Rbf(tm)的泰勒展开式Rbf′(tm)；(3)根据泰勒展开式Rbf′(tm)，计算场景中心点的回波信号s1t,tm：假设发射机发射信号为s t,tm，将泰勒展开式Rbf′(tm)代入s t,tm中，得到场景中心点的初始回波s0t,tm，并对s0t,tm进行下变频，得到场景中心点的回波信号s1t,tm，其中，t为快时间；(4)对场景中心点的回波信号s1t,tm进行距离向处理：对场景中心点的回波信号s1t,tm进行距离向脉冲压缩，得到脉冲压缩后存在距离徙动的回波数据s2t,tm，并对s2t,tm进行距离走动校正和距离弯曲校正，得到距离徙动校正后的回波信号s3t,tm；(5)对距离徙动校正后的回波信号s3t,tm进行方位高次相位滤波：对距离徙动校正后的回波信号s3t,tm进行傅里叶变化，得到s3t,tm的方位回波信号s4fa，并将s4fa乘以滤波函数Hhigh，以实现对s4fa的高次相位滤波，得到滤波后的方位信号s5fa；(6)对滤波后的方位信号s5fa进行方位向空变校正：对滤波后的方位信号s5fa进行傅里叶逆变化，得到s5fa的方位时域信号s6tm，并将方位时域信号s6tm乘以变标函数Hncs，以实现s6tm的方位变标，得到方位非空变回波信号s7tm；(7)对方位非空变回波信号s7tm进行距离向空变校正：(7a)利用高阶多项式拟合方法，对方位非空变回波信号s7tm的方位调频率Ka进行拟合，得到非空变回波信号s7tm的随距离空变的方位调频率Ka′Δr；(7b)利用随距离空变的方位调频率K_a′Δr，构造方位滤波器H_deramp，并将H_deramp与方位非空变回波信号s₇t_m相乘，实现对方位非空变回波信号的方位压缩，得到SAR图像。