[发明专利]基于子孔径参数估计的SAR地面运动目标成像方法

摘要

本发明属于雷达技术领域，公开了基于子孔径参数估计的SAR地面运动目标成像方法。该方法包括：基于全孔径CPI内目标机动运动，子孔径CPI内目标匀速运动的假设，将原始回波数据分为子孔径回波数据并建立全孔径瞬时斜距模型与子孔径距离频域回波数据模型，估计子孔径回波数据参数，利用回波数据参数计算全孔径瞬时多普勒频率向量；利用全孔径瞬时斜距模型得到全孔径瞬时多普勒频率向量模型，将瞬时多普勒频率向量代入瞬时多普勒频率向量模型，求解待定系数，进而利用待定系数校正运动目标全孔径原始回波数据的高阶相位误差，从而大大提高了大斜视SAR成像模式下运动目标的聚焦水平，获得质量更好的成像图像。

主权项

1.基于子孔径参数估计的SAR地面运动目标成像方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、获取运动目标的原始回波数据ss_F，利用预设的子孔径个数M，将全孔径相干处理间隔CPI等分为M个子孔径CPI，将原始回波数据在第m个子孔径CPI内的回波数据记为第m个子孔径回波数据，并对第m个子孔径回波数据依次进行去载频、距离向匹配滤波和距离向傅里叶变换，得到第m个子孔径的距离频域回波数据Ss_Fm，m分别取1到M之间的所有整数；步骤2、建立全孔径SAR地面运动目标成像的几何模型和全孔径瞬时斜距模型，对于每个子孔径，基于全孔径CPI内目标机动运动，各子孔径CPI内目标匀速运动的假设，利用全孔径瞬时斜距模型，得到第m个子孔径的瞬时斜距模型，对第m个子孔径瞬时斜距模型进行泰勒级数展开并保留至三次项，得到第m个子孔径近似的瞬时斜距模型；步骤3、利用所述第m个子孔径近似的瞬时斜距模型和所述第m个子孔径的距离频域回波数据，建立第m个子孔径的距离频域回波数据模型；步骤4、构造第m个子孔径的频域距离弯曲校正函数，利用第m个子孔径的频域距离弯曲校正函数对所述第m个子孔径的距离频域回波数据进行距离弯曲校正，得到第m个子孔径的距离弯曲校正回波数据；步骤5、对第m个子孔径的距离弯曲校正回波数据进行霍夫变换，得到第m个子孔径回波数据的包络斜率的估计值，利用第m个子孔径回波数据的包络斜率的估计值构造第m个子孔径的线性距离走动校正函数，利用第m个子孔径的线性距离走动校正函数对所述第m个子孔径的距离弯曲校正回波数据进行线性距离走动校正，得到第m个子孔径的线性距离走动校正回波数据；步骤6、计算第m个子孔径回波数据的运动目标虚拟距离，利用第m个子孔径回波数据的运动目标虚拟距离构造第m个子孔径的三阶相位校正函数，利用第m个子孔径的三阶相位校正函数对所述第m个子孔径的线性距离走动校正回波数据进行三阶相位校正，得到第m个子孔径的三阶相位校正回波数据；步骤7、对第m个子孔径的三阶相位校正回波数据进行分数阶傅里叶变换，得到第m个子孔径的多普勒调频率的估计值；步骤8、利用第m个子孔径回波数据的运动目标虚拟距离计算第m个子孔径回波数据的参数估计值，利用第m个子孔径回波数据的包络斜率的估计值、第m个子孔径回波数据的瞬时多普勒调频率和第m个子孔径回波数据的参数估计值，构建第m个子孔径回波数据的瞬时多普勒频率模型，根据瞬时多普勒频率模型得到第m个子孔径回波数据的瞬时多普勒频率向量，将全部M个子孔径回波数据的瞬时多普勒频率向量依次排列得到全孔径瞬时多普勒频率向量；步骤9、根据全孔径瞬时斜距模型，推导得到近似全孔径瞬时斜距模型；利用所述近似全孔径瞬时斜距模型得到全孔径瞬时多普勒频率模型，根据全孔径瞬时多普勒频率模型得到全孔径瞬时多普勒频率向量模型；利用全孔径瞬时多普勒向量和全孔径瞬时多普勒频率向量模型，计算所述全孔径瞬时多普勒频率向量模型的待定系数，利用所述待定系数构造距离徙动和方位相位校正函数，利用所述构造距离徙动和方位相位校正函数对运动目标的原始回波数据进行距离徙动和方位相位校正，得到距离徙动和方位相位校正回波数据，对距离徙动和方位相位校正回波数据依次进行距离维傅里叶逆变换和方位维傅里叶变换，得到运动目标在距离多普勒域的成像数据。