发明名称 一种双基地合成孔径雷达成像的运动补偿方法
摘要 本发明提出了一种基于相位跟踪算法的双基地合成孔径雷达成像的运动补偿方法,它是通过设计一组窄带滤波器,抑制相邻目标的回波影响,获得强散射点回波信号的相位信息,对相邻距离单元目标进行相位补偿和方位压缩,可获得高精度双基地SAR成像结果;其次,直接利用回波数据提取双基SAR成像处理参数,可降低双基SAR系统成本;另外,利用回波数据进行信号处理的自聚焦技术还可以将导航系统难以检测的快速扰动的影响加以补偿。本发明为先进高分辨雷达成像技术研究提供了技术支持。
申请公布号 CN101458334A 申请公布日期 2009.06.17
申请号 CN200710050856.X 申请日期 2007.12.14
申请人 电子科技大学 发明人 王建国;杨柳恩;徐三元;张晓玲
分类号 G01S13/90(2006.01)I 主分类号 G01S13/90(2006.01)I
代理机构 代理人
主权项 本发明提出了一种基于相位跟踪算法的双基地合成孔径雷达成像的运动补偿方法,其特征是它包含以下步骤:步骤1 确定包含强散射点目标的混合强信号双基地合成孔径雷达接收机接收的回波数据为一个Mr×Na的复矩阵Mraw(m,n),其中,m为双基地合成孔径雷达接收雷达的距离向采样点序数,Mr为单个脉冲重复周期内接收机雷达距离向采样点数,m=1,...,Mr;n为接收机雷达观测的脉冲序数,Na为接收机雷达观测的脉冲个数,n=1,...,Na;将双基地合成孔径雷达回波数据沿距离向进行脉压处理即匹配滤波,得到距离压缩之后的回波数据Mcomp(m,n);从二维回波信号数据矩阵Mcomp(m,n)中遍历搜索出强散射点目标信号所在距离门的大概位置m0;并且,根据强散射点目标信号所在距离门的大概位置m0从二维回波信号数据矩阵Mcomp(m,n)中选出包含强散射点目标信号ppMAX(i)的局部数据矩阵mcomp(k,l),其中k=1,2…Mm,l=1,2……Na,i为强散射点目标信号方位采样序数,Mm的值由二维回波信号数据矩阵距离徙动量MD决定,MD越大Mm越大,Mm<Mr;搜索局部数据矩阵Mcomp(k,l)的幅度最大值及局部数据矩阵的幅度最大值的位置,设定最大值的二分之一为门限,在局部数据矩阵Mcomp(k,l)中以最大值位置为起点在方位向逐点搜索,得到包含强散射点目标信号ppMAX(i)的混合强信号psMAX(l),其中,l=1,2……L,L为混合强信号的长度;步骤2 设计窄带滤波器,提取强点目标信号将步骤1得到的混合强信号psMAX(l)等分成W段信号psu(v),其中u=1,2,……W,W为自然数。将混合强信号psMAX(l)中的每一段信号psu(v)分别在混合强信号psMAX(l)上原信号保留,其他各段均置零,构成与混合强信号psMAX(l)等长的信号psnew(u,l),共得到W个长度为L的信号psnew(u,l);将信号psnew(u,l)分别作快速傅立叶变换,得到W个长度为L频域信号SSnew(u,l)。然后搜索频域信号SSnew(u,l)幅度最大值所对应的频率fi,i=1,2,……W。用以fi为中心频率、宽度为的窄带滤波器组分别对W个长度为频域信号SSnew(u,l)进行滤波,得到滤波后的频域信号PS′new(u,l);再将W个滤波后的频域信号PS′new(u,l)叠加,构成长度为L的频域信号PS(u,l);再对频域信号PS(u,l)进行快速傅立叶逆变换,得到强点目标信号ppMAX(i);步骤3 相位解缠绕对步骤2得到回波中强点目标信号ppMAX(i),采用复数取复角运算angle(·)取强点目标信号ppMAX(i)相位信息,得到相位角phase_angle;然后用相位解缠绕Unwrap(·)对phase_angle作相位解缠绕处理,就可以得到该强散射点信号的相位历程φs,Unwrap(·)是相位解缠绕函数。再由公式计算出该强散射点在数据矩阵中的轨迹曲线其中,λ为发射信号中心频率所对应的波长,t为方位时间,ξ为点目标的位置矢量;步骤4 相位误差估计在理想条件下发射、接收平台匀速直线飞行时,强散射点目标回波信号相位历史可用二次多项式近似,得到拟合相位φfit=a1·t2+a2·t+a3,其中。a1、a2、a3为拟合二次多项式系数,t为方位时间;通过二次拟合平滑技术拟合步骤3所得的强散射点目标回波信号的相位历史φs,得到拟合相位求相位误差为:得到然后,对该强点目标所在局部数据矩阵mcomp(k,l)的沿方位向乘以exp(jφerr),进行运动误差补偿,完成相位自聚焦。经过以上步骤,可完成双基地SAR成像的运动补偿。
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