发明名称 移不变双基地合成孔径雷达距离徙动成像方法
摘要 本发明公开了一种移不变双基地SAR距离徙动成像方法,本发明的方法基于广义Loffeld变换的双基地SAR二维频谱,对频谱相位沿接收站最短斜距进行线性展开,导出Stolt频率变换表达式,通过该变换完成了残余距离单元徙动矫正、残余二次距离压缩和残余方位压缩,实现残余相位的空域线性化和频域线性化,进而实现了移不变双基地SAR的精确聚焦。本发明的方法与现有移不变双基地SAR距离徙动算法相比,形式简单,精度较高,同时运算效率较高。
申请公布号 CN102890277B 申请公布日期 2014.07.09
申请号 CN201210347647.2 申请日期 2012.09.19
申请人 电子科技大学 发明人 武俊杰;李中余;黄钰林;杨海光;杨建宇
分类号 G01S13/90(2006.01)I 主分类号 G01S13/90(2006.01)I
代理机构 成都行之专利代理事务所(普通合伙) 51220 代理人 温利平
主权项 一种移不变双基地SAR距离徙动成像方法,具体包括如下步骤: 步骤一:对原始回波数据进行二维傅立叶变换: 步骤二:选取参考点,对步骤一中得到的二维频域数据进行参考函数匹配,完成粗聚焦; 步骤三:对步骤二中的匹配结果进行Stolt频率变换: 步骤四:对步骤三中频率变换的结果进行二维傅立叶反变换,得到聚焦SAR图像; 其中,步骤一的具体过程如下: 双基地距离和为R<sub>b</sub>(η;x,y)=R<sub>T</sub>(η;x,y)+R<sub>R</sub>(η;x,y),其中,η为方位时间,R<sub>T</sub>(η;x,y),R<sub>R</sub>(η;x,y)分别为发射站和接收站的距离历程: <img file="FDA0000442202820000011.GIF" wi="1443" he="173" /><img file="FDA0000442202820000012.GIF" wi="1447" he="173" />其中,θ<sub>sT</sub>和θ<sub>sR</sub>分别为发射站和接收站的斜视角,v为接收站平台速度,r<sub>T</sub>和r<sub>R</sub>分别为发射站和接收站的最短斜距,<img file="FDA0000442202820000013.GIF" wi="1061" he="85" />h<sub>T</sub>和h<sub>R</sub>分别表示发射站和接收站的飞行高度;原始回波数据在距离频域、方位时域的表达式为: <img file="FDA0000442202820000014.GIF" wi="1189" he="215" />其中,f为距离频率,<img file="FDA0000442202820000015.GIF" wi="730" he="114" />B<sub>r</sub>为发射信号带宽,K<sub>r</sub>为发射信号的调频斜率,f<sub>0</sub>为系统载频,c为光速;再对上式S(f,η;x,y)进行方位向傅里叶变换,基于广义Loffeld变换,得到原始回波在二维频域的表达式为: S<sub>2df</sub>(f,f<sub>η</sub>;x,y)=S<sub>0</sub>(f)exp{‑jΦ<sub>G</sub>(f,f<sub>η</sub>;x,y)} 其中,f<sub>η</sub>为方位频率, <img file="FDA0000442202820000021.GIF" wi="972" he="127" /><img file="FDA0000442202820000022.GIF" wi="859" he="129" /><img file="FDA0000442202820000023.GIF" wi="207" he="116" /><img file="FDA0000442202820000024.GIF" wi="858" he="173" /><img file="FDA0000442202820000025.GIF" wi="863" he="173" />f<sub>η</sub><sub>T</sub>(f<sub>η</sub>)和f<sub>η</sub><sub>R</sub>(f<sub>η</sub>)分别为发射站和接收站的多普勒频率: <img file="FDA0000442202820000026.GIF" wi="682" he="131" /><img file="FDA0000442202820000027.GIF" wi="698" he="136" />其中,f<sub>η</sub><sub>cT</sub>,f<sub>η</sub><sub>cR</sub>分别为发射站和接收站对应的多普勒质心;f<sub>η</sub><sub>rT</sub>,f<sub>η</sub><sub>rR</sub>分别为发射站和接收站对应的多普勒调频斜率;f<sub>η</sub><sub>c</sub>和f<sub>η</sub><sub>r</sub>为系统总的多普勒质心和多普勒调频斜率; 步骤二的具体过程如下:设选取的参考点为(x<sub>0</sub>,y<sub>0</sub>),该点回波的二维频谱为: S<sub>2df</sub>(f,f<sub>η</sub>;x<sub>0</sub>,y<sub>0</sub>)=exp{‑jΦ<sub>G</sub>(f,f<sub>η</sub>;x<sub>0</sub>,y<sub>0</sub>)} 其中, <img file="FDA0000442202820000028.GIF" wi="867" he="111" /><img file="FDA0000442202820000029.GIF" wi="782" he="110" /><img file="FDA00004422028200000210.GIF" wi="193" he="101" />r<sub>T0</sub>和r<sub>R0</sub>分别为参考点处r<sub>T</sub>和r<sub>R</sub>的值:<img file="FDA00004422028200000211.GIF" wi="584" he="84" /><img file="FDA00004422028200000212.GIF" wi="559" he="84" />θ<sub>sT0</sub>和θ<sub>sR0</sub>分别为参考点处发射站和接收站的斜视角,参考函数匹配的操作为:<img file="FDA00004422028200000215.GIF" wi="731" he="81" />,“*”为共轭运算,同时有r<sub>T</sub>tanθ<sub>sT</sub>=r<sub>T0</sub>tanθ<sub>sT0</sub>,r<sub>R</sub>tanθ<sub>sR</sub>=r<sub>R0</sub>tanθ<sub>sR0</sub>,则匹配后的残余相位为:φ<sub>RES</sub>(f,f<sub>η</sub>;r<sub>R</sub>,y,r<sub>R0</sub>,y<sub>0</sub>)=‑Φ<sub>G</sub>(f,f<sub>η</sub>;x,y)+Φ<sub>G</sub>(f,f<sub>η</sub>;x<sub>0</sub>,y<sub>0</sub>) <img file="FDA00004422028200000213.GIF" wi="906" he="110" /><img file="FDA00004422028200000214.GIF" wi="253" he="101" />根据步骤一中r<sub>T</sub>和r<sub>R</sub>的表达式,将r<sub>T</sub>用r<sub>R</sub>进行表示: <img file="FDA0000442202820000031.GIF" wi="949" he="173" />然后将r<sub>T</sub>(r<sub>R</sub>)在r<sub>R0</sub>处关于r<sub>R</sub>进行线性泰勒展开,得到:r<sub>T</sub>(r<sub>R</sub>)≈r<sub>T0</sub>+a<sub>R</sub>△r, 其中,r<sub>T0</sub>=r<sub>T</sub>(r<sub>R0</sub>),△r=r<sub>R</sub>‑r<sub>R0</sub>, <img file="FDA0000442202820000032.GIF" wi="864" he="307" />则有: <img file="FDA0000442202820000033.GIF" wi="1429" he="130" />其中,Δy=y‑y<sub>0</sub>。 
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