[发明专利]一种基于延时表修正的SAS运动补偿方法

摘要

本发明公开了一种基于延时表修正的SAS运动补偿方法，本发明根据运动补偿时无需重新计算延时表，直接将运动误差带来的像素点到实际声纳基阵的斜距误差转换为延时误差，与通过理想延时表中该像素点到理想声纳基阵的回波延时相加，就可以得到实际回波延时，实现运动补偿。该方法可以避免按实际航迹补偿时要反复重新构造延时表带来的庞大的运算量，提高了处理效率。

主权项

1.一种基于延时表修正的SAS运动补偿方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：步骤一、SAS发射线性调频信号p_R(t)如式(1)所示：式(1)中，“Re()”表示取实部，“exp()”是以自然常数e＝2.71828为底的指数函数，f₀是载波频率，K为调频率，t是距离向上时间，T_r是脉冲宽度；正侧视下，计算出理想发射阵位置到成像区域内某像素点(i,j)的斜距R_i,j，如式(2)所示：式(2)中，i＝1,2...LA，LA为成像区域中方位向像素点的个数；j＝1,2...Nt，Nt为成像区域中距离向像素点的个数；x_i为像素点(i,j)到发射阵位置的方位向距离，如式(3)所示：x_i＝i*d‑LA_m*d  式(3)y_j为像素点(i,j)到发射阵位置的距离向距离，如式(4)所示：y_j＝(T_s+j/f_s)*c/2  式(4)式(3)中，d为基阵物理尺寸的一半，LA_m＝round(LA/2)，round表示四舍五入；式(4)中，T_s为发射波束到达成像区域中最近端像素点的时间，f_s为信号的采样频率，c为声速；步骤二、根据计算出的理想斜距R_i,j，求得像素点(i,j)到发射阵的理想回波延时Δτ_i.j如式(5)所示：步骤三、在一个合成孔径长度内，计算不同斜距的各个像素点的延时，按式(6)构建延时表delay(i,j)＝round((Δτ_i,j‑T_s)*f_s)  式(6)延时表是一个二维的查找表，delay(i,j)值记录了像素点(i,j)在查找表中的位置信息，里面存放着该像素点的延时；步骤四、根据得到的回波延时，对发射信号p_R(t)进行延时叠加，因此得到其接收到的回波信号p_T(t)如式(7)所示：p_T(t)＝Re{exp(j(2πf₀(t‑Δτ_i,j)+πK(t‑Δτ_i,j)²))}  式(7)步骤五、设载体仅存在平动误差，其横荡误差的大小为Δx_i，升沉误差大小为Δy_j，目标方位角为θ，则计算出理想斜距R_i,j与实际斜距R'_i,j的关系，如式(8)所示：步骤六、式(8)中，由于|Δx_i cosθ‑Δy_j sinθ＜＜|R_i,j+Δx_i sinθ+Δy_j cosθ|，简化处理，R_i,j与R'_i,j关系可近似如式(9)所示：R'_i,j≈R_i,j+Δx_i sinθ+Δy_j cosθ  式(9)所以因未按既定轨迹航行带来的斜距误差Δr_i,j如式(10)所示:Δr_i,j＝R'_i,j‑R_i,j≈Δx_i sinθ+Δy_j cosθ  式(10)步骤七、计算出斜距误差Δr_i,j对应的延时误差Δτ'_i,j如式(11)所示：所以实际回波延时τ_i,j如式(12)所示：τ_i,j＝Δτ_i,j+Δτ'_i,j  式(12)Δτ_i,j可以从式(6)构造的延时表中得到；步骤八、经误差补偿后，得到接收到的回波信号p'_T(t)如式(13)所示，从而完成对回波信号的运动补偿：p'_T(t)＝Re{exp(j(2πf₀(t‑τ_i,j)+πK(t‑τ_i,j)²))}  式(13)。