一种非正侧视机载干涉合成孔径雷达三维重建方法

摘要

本发明涉及信息获取与处理技术领域，特别是一种非正侧视机载干涉合成孔径雷达三维重建方法。方法包括：第一步，绘制示意图；第二步，定义示意图中的物理意义；第三步，抓住距离关系，建立第一个关系链；第四步，抓住相位关系，建立第二个关系链；第五步，抓住多谱勒频率关系，建立第三个关系链；第六步，定义正交基的坐标系；第七步，正交基坐标系的选取；第八步，由第一个距离关系，根据得到的视线矢量BD，即可实现三维重建。

主权项

1.一种非正侧视机载干涉合成孔径雷达三维重建方法，其步骤如下：第一步，绘制示意图；第二步，定义示意图中的物理意义；在雷达干涉测量中，必须有两副天线，因此，设矢量为天线1的位置，矢量为基线，即两天线的连接线，矢量和矢量分别为回波到天线1和天线2的距离，则矢量即为所要获得的三维位置；第三步，抓住距离关系，建立第一个关系链，从地面返回的雷达回波，必然是满足等距离关系，这是一个球面关系，即AD＝AB+BD＝AB+|BD|A，其中，矢量为矢量的单位矢量，称为视矢量；第四步，抓住相位关系，建立第二个关系链，两幅天线获得的雷达影象中，包含有相位信息，两幅天线对应的两图象的相位差满足一定的关系，即满足双曲线关系； $\Phi =\frac{2\pi \left|\overrightarrow{\mathrm{BD}}\right|}{\lambda }[\sqrt{1-\frac{2\overrightarrow{\mathrm{BD}}·\overrightarrow{\mathrm{BC}}}{{\left|\overrightarrow{\mathrm{BD}}\right|}^2}+{\left(\frac{\overrightarrow{\mathrm{BC}}}{\overrightarrow{\mathrm{BD}}}\right)}^2}-1]$第五步，抓住多谱勒频率关系，建立第三个关系链，雷达回波，包含有相位信息，随着方位向分布，存在频率变化，即多谱勒频率，多谱勒中心频率中隐含了速度适量与视矢量的关系，即 $f_d=\frac{2}{\lambda }\overrightarrow{A}·\overrightarrow{V},$这是一个锥型关系；第六步，定义正交基的坐标系，这是本发明最核心的一个步骤，上述的物理关系式中，雷达的天线随时间变化而运动，因此，视矢量随时间变化而变化，选择正确合适的坐标系是关键，选取两天线的连接线矢量为第一个基，即 $\overrightarrow{n_b}=\frac{\overrightarrow{\mathrm{BC}}}{\left|\overrightarrow{\mathrm{BC}}\right|},$第二个基位于速度平面内，即 ${\overrightarrow{n}}_c=\frac{\overrightarrow{V}-(\overrightarrow{V}·\overrightarrow{n_b}){\overrightarrow{n}}_b}{|\overrightarrow{V}-(\overrightarrow{V}·\overrightarrow{n_b}){\overrightarrow{n}}_b|},$第三个基满足右手法则，即 ${\overrightarrow{n}}_d=\overrightarrow{n_c}\times \overrightarrow{n_b};$第七步，由于上述正交基坐标系的选取，使得视线矢量的问题解决变得十分直接，定义 $\mathrm{BD}=\left|\mathrm{BD}\right|(a_1{n}_b+a_2{n}_c+a_3{n}_d),$根据第二个相位关系式，可得a₁；根据第三个多谱勒频率关系式，可得a₂；根据正交性，可得a₃；第八步，由第一个距离关系，根据得到的视线矢量即可实现三维重建。