一种星载SAR数据的电离层色散效应校正方法

摘要

本发明提出一种电离层色散效应校正方法，应用于星载SAR数据的电离层色散效应校正。技术方案是以星载SAR图像及其载频、带宽、采样率为输入，利用下面5个步骤进行迭代，第一步：对输入星载SAR图像分别进行两次距离向带通滤波得到两个子带图像；第二步，通过两个子带图像间的距离向实相关计算距离向实相关函数；第三步，利用距离向实相关函数估计两个子带图像的相对偏移量；第四步，利用两个子带图像的偏移量估计值估计数据中的TEC；第五步，对输入星载SAR图像中的电离层色散效应进行校正。本发明不依赖于场景中的强散射体，也不依赖于其他测量设备，可以使受电离层色散效应影响而散焦的图像重新聚焦，正确定位。

主权项

1.一种星载SAR数据的电离层色散效应校正方法，已知星载SAR系统载频为f_c，带宽为B，采样频率为F_s；星载SAR图像I为M×N维复数矩阵，其中M是方位向点数，N是距离向点数，其特征在于包括下述步骤：设k＝1，星载SAR图像I_k＝I，然后进行下述步骤：第一步、带通滤波，获取子带图像对星载SAR图像I_k进行两次带通滤波，分别获得两个带宽为B2的子带图像和其中子带图像的载频为f_c-B4，子带图像的载频为f_c+B4；第二步、求距离向实相关函数计算子带图像和子带图像的距离向相关函数ρ_k(l)，其中l＝-(N-1)…-2,-1,0,1,2…N-1；第三步、估计实相关函数最大值位置利用下式计算子带图像和子带图像间的距离向偏移量估计值$\Delta {\hat{r}}_k=x+\frac{1}{2}\frac{{\rho }_k(x+1)-{\rho }_k(x-1)}{{\rho }_k(x+1)+{\rho }_k(x-1)-2{\rho }_k\left(x\right)}$其中x∈[-(N-2),(N-2)]，并且取值为整数，同时满足下式：ρ_k(x)＝max(ρ_k(l)_{-(N-2)…-2,-1,0,1,2…N-2})第四步、估计TEC利用下式计算TEC的估计值${\widehat{\mathrm{TEC}}}_k=\Delta {\hat{r}}_k·\frac{\mathrm{\pi c}}{r_e·({\lambda }_1^2-{\lambda }_2^2)}$其中π是圆周率；c是真空中的光速；r_e是经典电子半径；λ₁＝c(f_c-B4)，λ₂＝c(f_c+B4)；第五步、校正电离层色散效应利用下述计算第k次校正电离层色散效应后的星载SAR图像上式中，E是M×N维矩阵，E(m,n)是矩阵E第m行、第n列的元素，且m∈[1,M]，n∈[1,N]；⊙是Hadamard积运算；FT_r{·}表示距离向的傅立叶变换，IFT_r{·}表示距离向的逆傅立叶变换；表示虚数单位；然后进行下述判断：如果或k＝Q，则输出星载SAR图像本技术方案结束；否则令k＝k+1，返回第一步；迭代精度门限ΔTEC和迭代终止次数Q的取值根据实际需要确定。