一种基于图像质量最优的SAR多普勒模糊数估计方法

摘要

本发明涉及一种基于图像质量最优的合成孔径雷达(SAR)多普勒模糊数估计方法，属于SAR成像技术领域。本发明利用图像质量与多普勒模糊数估计偏差之间的函数关系，将使图像质量最好时对应的多普勒模糊数作为SAR多普勒模糊数的估计值。本发明采用了基于图像质量最优的SAR多普勒模糊数估计方法，由于SAR图像质量对多普勒模糊数估计误差十分敏感，并且该方法充分利用了图像质量与多普勒模糊数之间的定量关系，因此，对于低对比度和高对比度场景均具有较高的估计精度。

主权项

1.一种图像质量最优的SAR多普勒模糊数估计方法，其特征在于：其具体步骤如下：步骤一、按目标合成孔径时间长度获取距离压缩后的SAR回波数据，采用时域相关法得到多普勒中心小数部分估计值，用f_{dc_base}表示；$f_{\mathrm{dc}\_\mathrm{base}}=\frac{1}{N_r}\underset{m=1}{\overset{N_r}{\Sigma }}\{\frac{F_a}{2\mathrm{\pi k}}·\arg [\underset{j=1}{\overset{N_a}{\Sigma }}S({\tau }_m,t)S^{*}({\tau }_m,t-k)\left]\right\}---\left(1\right)$其中，N_r为距离压缩后的SAR回波数据的距离向采样点数，F_a为脉冲重复频率，k为相关间隔，arg(·)为取复角操作，N_a为距离压缩后的SAR回波数据的方位向采样点数，S(τ_m，t)为距离压缩后的SAR回波数据中第m个距离单元的回波信号，1≤m≤Nr，τ_m为距离压缩后的SAR回波数据中第m个距离单元的回波信号对应的距离向快时间，t为方位向慢时间；步骤二、根据SAR几何关系，通过公式(2)得到多普勒模糊数的粗估计值，用符号M_amb0表示；然后，根据多普勒模糊数的粗估计值M_amb0和预先设定的多普勒模糊数的估计偏差，用符号M_ε表示，得到多普勒模糊数的搜索区间，多普勒模糊数用符号M_amb表示，则多普勒模糊数的搜索区间为[M_amb0-M_ε，M_amb0+M_ε]，即M_amb∈[M_amb0-M_ε，M_amb0+M_ε]；$M_{\mathrm{amb}0}=\mathrm{round}\left(\frac{2V\cos \theta }{\lambda F_a}\right)---\left(2\right)$其中，round(·)为取整操作，V为载机速度，θ为波束中心对应的前斜角，λ为SAR的波长；步骤三、利用步骤一和步骤二得到的结果，根据公式(3)，依次得到步骤二所述搜索区间[M_amb0-M_ε，M_amb0+M_ε]内的所有多普勒模糊数对应的多普勒中心，用符号f_dc(M_amb)表示；f_dc(M_amb)＝f_{dc_base}+M_ambF_a                            (3)步骤四、利用步骤三得到的多普勒中心f_dc(M_amb)，对距离压缩后的SAR回波数据进行距离走动校正和方位压缩处理得到SAR图像，并计算其图像熵；步骤五、取步骤四得到的所有SAR图像熵的最小值，并将其对应的多普勒模糊数M_amb作为距离压缩后的SAR回波数据的多普勒模糊数估计值，用符号表示；经过上述步骤即可得到距离压缩后的SAR回波数据的基于图像质量最优的SAR多普勒模糊数估计值。