專利名稱：一種改進(jìn)的雙基地合成孔徑雷達(dá)nlcs成像算法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的雙基地合成孔徑雷達(dá)NLCS成像算法，屬于合成孔徑雷達(dá)數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
與單基地雷達(dá)相比，雙基地雷達(dá)收發(fā)分置的特殊配置使其具有配置靈活、獲取信息豐富、抗攔截、抗干擾等優(yōu)點(diǎn)，這些優(yōu)勢(shì)以及應(yīng)用前景使得雙基地雷達(dá)近幾年來越來越受到青睞。雙基地雷達(dá)包括很多種配置模式，按照收發(fā)平臺(tái)的類型來分，主要包括星載雙基地SAR、機(jī)載雙基地SAR、星機(jī)雙基地SAR、地機(jī)雙站SAR等。在雙基地一站固定模式下，收發(fā)相對(duì)位置隨著時(shí)間變化，從而不同方位位置的目 標(biāo)，其多普勒歷程各不相同，故成像匹配濾波器沿著方位向是空變的，因此，對(duì)該模式回波數(shù)據(jù)的成像處理是一個(gè)二維空變?yōu)V波的過程，這大大增加了成像處理的難度。仇曉蘭提出的傳統(tǒng)NLCS (Non-linear Chirp Scaling)算法實(shí)現(xiàn)了發(fā)射機(jī)正側(cè)視時(shí)大雙基地角和大場(chǎng)景下的聚焦。然而，當(dāng)發(fā)射機(jī)工作在斜視模式時(shí)，利用駐定相位原理將信號(hào)從二維頻域轉(zhuǎn)換到距離多普勒域時(shí)二次模型會(huì)失效。這種傳統(tǒng)的NLCS算法不僅忽略了發(fā)射機(jī)斜視時(shí)駐定相位原理中二次模型失效所引入的距離向高次相位，對(duì)于距離向調(diào)頻率的二維空變性也沒有考慮。所以，需要設(shè)計(jì)一種能夠精確聚焦發(fā)射機(jī)斜視模式下雙基地SAR回波的成像方法，對(duì)于雷達(dá)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了改善發(fā)射機(jī)斜視時(shí)距離向調(diào)頻率的二維空變性和高次相位所產(chǎn)生的影響，同時(shí)考慮到發(fā)射機(jī)斜視時(shí)利用駐定相位原理，將信號(hào)從二維頻域轉(zhuǎn)換到距離多普勒域時(shí)，二次模型的失效以及距離向調(diào)頻率的二維空變性，提出一種改進(jìn)的雙基地合成孔徑雷達(dá)NLCS成像算法。本發(fā)明方法是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種改進(jìn)的雙基地合成孔徑雷達(dá)NLCS成像算法，包括如下步驟利用右手笛卡爾坐標(biāo)系原則，設(shè)定平行于發(fā)射機(jī)航跡的方向?yàn)閥軸方向，垂直于所述航跡的方向?yàn)閄軸方向，Z軸方向垂直于X和y組成的平面；設(shè)定發(fā)射機(jī)位置為(xt, yt, Zt)，靜止接收機(jī)位置為(\，yr, z山場(chǎng)景中目標(biāo)的位置為(X，y, Z)，發(fā)射機(jī)的運(yùn)行速度為V，目標(biāo)到發(fā)射機(jī)的最短距離為R2tl,參考點(diǎn)到發(fā)射機(jī)的最短距離為R2clMf，目標(biāo)到雙站的最短距離和為Rbi。，目標(biāo)到接收機(jī)的距離為艮，距離向的頻率為ft，距離向的帶寬為B”方位向的頻率為fn，方位向的帶寬為Ba，多普勒中心頻率為fd。，光速為c，脈沖重復(fù)頻率為PRF，發(fā)射機(jī)工作波長(zhǎng)為λ，方位時(shí)間為η，參考點(diǎn)的距離調(diào)頻率^ Ke—ref;步驟一、計(jì)算目標(biāo)回波的距離向三次相位Φ3 ;選定參考點(diǎn)，根據(jù)所述小3獲取參考點(diǎn)處的三次相位Φ' 3，然后在二維頻域上將目標(biāo)回波乘以參考點(diǎn)處Φ' 3的共軛，獲取消除高次相位影響的信號(hào)；本步驟具體過程如下設(shè)定發(fā)射信號(hào)為線性調(diào)頻信號(hào)s (t) = exp (j 3i Krt2+j2 π f0t)；其中，t為快時(shí)間，Tp為脈沖寬度，Kr表示調(diào)頻斜率，f0表示載頻；目標(biāo)回波的二維頻譜可表示為
權(quán)利要求
1.一種改進(jìn)的雙基地合成孔徑雷達(dá)NLCS成像算法，其特征在于，具體步驟如下 步驟一、計(jì)算目標(biāo)回波的距離向三次相位Φ3 ;選定參考點(diǎn)，根據(jù)所述Φ3獲取參考點(diǎn)處的三次相位3，然后在二維頻域上將目標(biāo)回波乘以參考點(diǎn)處Φ' 3的共軛，獲取消除高次相位影響的信號(hào)； 步驟二、將步驟一處理后得到的信號(hào)與擾動(dòng)函數(shù)Φ在距離多普勒域相乘，然后將相乘的結(jié)果與匹配濾波器Φκ在二維頻域相乘； 步驟三、將步驟二處理后得到的信號(hào)轉(zhuǎn)換到二維時(shí)域與方位向擾動(dòng)函數(shù)Φ4相乘，然后與方位向匹配濾波器Φ5在距離多普勒域相乘，最后在二維時(shí)域與補(bǔ)償函數(shù)Φ6相乘，得到SAR斜距圖像； 步驟四、將步驟三獲取的SAR斜距圖像進(jìn)行幾何校正，得到SAR地距圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述改進(jìn)的雙基地合成孔徑雷達(dá)NLCS成像算法，其特征在于，利用右手笛卡爾坐標(biāo)系原則，設(shè)定平行于發(fā)射機(jī)航跡的方向?yàn)閥軸方向，垂直于所述航跡的方向?yàn)閄軸方向，Z軸方向垂直于X和y組成的平面； 設(shè)定發(fā)射機(jī)位置為(xt，yt，zt)，靜止接收機(jī)位置為場(chǎng)景中目標(biāo)的位置為U，y, z)，發(fā)射機(jī)的運(yùn)行速度為V，目標(biāo)到發(fā)射機(jī)的最短距離為R2tl,參考點(diǎn)到發(fā)射機(jī)的最短距離為R2clm，目標(biāo)到雙站的最短距離和為Rbi。，目標(biāo)到接收機(jī)的距離為艮，距離向的頻率為ft，距離向的帶寬為4，方位向的頻率為fn，方位向的帶寬為Ba，多普勒中心頻率為fd。，光速為c,脈沖重復(fù)頻率為PRF,發(fā)射機(jī)工作波長(zhǎng)為λ，方位時(shí)間為η ,參考點(diǎn)的距離調(diào)頻率為Ke—
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述改進(jìn)的雙基地合成孔徑雷達(dá)NLCS成像算法，其特征在于，所述擾動(dòng)函數(shù)Φ形式如下
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述改進(jìn)的雙基地合成孔徑雷達(dá)NLCS成像算法，其特征在于，所述步驟三的具體過程為 該步驟的具體過程為 首先，對(duì)于每個(gè)距離門的回波信號(hào)，選取一方位位置作為該距離門的方位參考位置，并求取該距離門內(nèi)任意一方位位置與該方位參考位置的方位向調(diào)頻率的差A(yù)ft ； 然后，采用擬合的方法，將Aft對(duì)方位時(shí)間η進(jìn)行二次積分，得
全文摘要
本發(fā)明提供一種改進(jìn)的雙基地合成孔徑雷達(dá)NLCS成像算法，具體步驟如下步驟一計(jì)算目標(biāo)回波的距離向三次相位φ3；選定參考點(diǎn)，根據(jù)所述φ3獲取參考點(diǎn)處的三次相位φ′3，然后在二維頻域上將目標(biāo)回波乘以參考點(diǎn)處φ′3的共軛，獲取消除高次相位影響的信號(hào)；步驟二將步驟一處理后得到的信號(hào)與擾動(dòng)函數(shù)φ在距離多普勒域相乘，然后將相乘的結(jié)果與匹配濾波器φR在二維頻域相乘；步驟三將步驟二處理后得到的信號(hào)轉(zhuǎn)換到二維時(shí)域與方位向擾動(dòng)函數(shù)φ4相乘，然后與方位向匹配濾波器φ5在距離多普勒域相乘，最后在二維時(shí)域與φ6相乘，得到SAR斜距圖像；步驟四將步驟三獲取的SAR斜距圖像進(jìn)行幾何校正，得到SAR地距圖像。該方法改善發(fā)射機(jī)斜視時(shí)距離向調(diào)頻率的二維空變性和高次相位所產(chǎn)生的影響。
文檔編號(hào)G01S13/90GK102914775SQ201210381999
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月10日
發(fā)明者曾濤, 胡程, 吳立薪, 劉飛峰, 倪崇 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)