[发明专利]一种异构环境下多子阵SAS子孔径成像方法

摘要

本发明公开了一种异构环境下多子阵SAS子孔径成像方法，首先将整个合成孔径过程分段，其次成像方法选用时域延时求和方法，并结合CPU+GPU异构协同处理平台实时成像。各子孔径的数据可以并行处理，这种结构很适合并行处理机实现，在日后的后续发展中也可以有效地嵌入到基于FPGA+DSP的SAS系统成像方法中，大大提高了运算效率。

主权项

1.一种异构环境下多子阵SAS子孔径成像方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：步骤1)SAS原始回波信号的采集声呐发射机周期性发射线性调频信号，接收机实时采集当前接收到的原始回波信号；步骤2)方位向子孔径的划分子孔径长度的选择要达到分辨率的要求，选择方式参照公式其中L为子孔径长度，R_B为场景中心距离，ρ_a为方位分辨率；步骤3)脉冲压缩对原始回波信号进行距离向脉冲压缩，先将原始回波信号和匹配函数经过FFT变换到频域，再将两者相乘的结果经过IFFT得到压缩好的脉冲信号；步骤4)运动补偿对于多子阵SAS，做等效相位中心近似和‘停‑走‑停’假设；需要补偿实际航迹与理想航迹带来的误差；建立直角坐标系，目标位置为(r,0)，t时刻发射阵元位置为(0,vt),收发阵元分隔Δhi，i为第i个接收子阵，对于近距离目标，引入上述两种假设，做运动补偿时，对原始回波信号进行统一的相位补偿：理想的发射路径和接收路径都为R′实际发射路径为R1实际接收路径为R2需要补偿的距离为ΔRΔR＝R1+R2‑2*R′需要补偿的相位为‘停‑走‑停’假设对于近距离目标有效，而合成孔径声呐主要是为了深海成像；对于远距离目标，‘停‑走‑停’假设不再有效，需考虑基阵相对运动带来的误差；收发基阵到目标来回时延为t*，实际接收路径为R3做运动补偿时，放弃等效相位中心假设，直接推导目标在t时刻的精准时延t*,构建新的延时表步骤5)在时域合并子孔径；步骤6)沿距离向将回波数据划分成几个不同的数据块；步骤7)选用时域延时求和算法做方位向成像处理；计算虚拟合成孔径长度内的各个接收位置的时间延迟，构建延时表；并根据声呐基阵运动过程中信号传播路径的几何关系，通过延时补偿后叠加的方法对成像区域中每个像素点进行聚焦成像，从而得到整个目标场景的图像；步骤8)输出并存储SAS成像图像。