一種雙基地前視sar運動補(bǔ)償方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，它特別設(shè)及雙基地前視合成孔徑雷達(dá)（SAR)中的運動 補(bǔ)償方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 合成孔徑雷達(dá)（SyntheticApertureRadar,SAR)是一種全天時、全天候的高分辨 率微波遙感成像雷達(dá)。在軍事偵察、地形測繪、海洋及水文觀測、環(huán)境及災(zāi)害監(jiān)視、資源勘探 W及地殼微變檢測等領(lǐng)域，SAR發(fā)揮了越來越重要的作用。但在飛行器前視區(qū)域，由于傳 統(tǒng)的單基地SAR并不能形成等距離線與等多普勒線的正交，且存在多普勒模糊問題，因而 在機(jī)理上不具備前視成像能力。
[0003] 雙基地前視SAR采用收發(fā)分置工作模式，能夠在接收站正前視區(qū)域，形成等距離 線與等多普勒線的準(zhǔn)正交，可W實現(xiàn)飛行器正前方區(qū)域的高分辨成像，在民用和軍用領(lǐng)域 都有著廣闊的發(fā)展空間。
[0004] 理想條件下的雙基地前視SAR成像，均是假設(shè)平臺勻速直線運動。然而實際中，由 于風(fēng)、端流的影響，平臺往往偏離實際運動軌跡，從而引入運動誤差，造成成像質(zhì)量下降。因 而，運動誤差補(bǔ)償是雙基地前視SAR高分辨成像的關(guān)鍵技術(shù)。
[0005] 文南犬"Motion compensation for synthetic aperture radar, "J. Kirk, IEEE Trans. AES.，vol. 11，no. 3, pp. 338 - 348, May 1975.提出 了兩步運動補(bǔ)償方法，將運動誤 差分為一致運動誤差與距離空變運動誤差，能夠有效補(bǔ)償平臺不規(guī)則運動給成像帶來的影 響。文南犬Nies,比；Loffeld, 0.；Natroshvili, K. ;0rtiz, A. M. , "A Solution for Bistatic Motion compensation, "Geoscience and Remote Sensing Symposium, 2006. IGARSS 2006. IE邸International Conference on, vol., no. ,pp. 1204, 1207, July 31 2006-Aug. 42006 將兩步運動補(bǔ)償方法運用到雙基地正側(cè)視模式中，有效補(bǔ)償運動誤差對成像的影響。然而， 在雙基前視模式中，接收站沿航跡運動誤差影響極大，導(dǎo)致了運動誤差的方位空變性不可 忽略。因此，該算法無法實現(xiàn)雙基地前視SAR的誤差精確補(bǔ)償與高精度成像。
[0006] 文南犬Y. lei Li, X. dong Liang, C. biao Ding, L. jiang Zhou, and Q.Ding, "Improvements to the frequency division-b曰sed sub曰perture algorithm for motion compensation in wide-beam SAR, "Geoscience and Remote Sensing Letters, IE邸，vol. 10, no. 5, pp. 1219 - 1223, Sept 2013.和文獻(xiàn)Z. Ding, L. Liu, T. Zeng,W. Y曰ng,曰nd T. Long, "Improved motion compensation approach for squint airborne SAR, "Geoscience and Remote Sensing, IEEE Transactions on, vol. 51, no. 8, pp. 4378 -4387, Aug 2013.在兩步運動補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)上，提出了距離一多普勒域子孔徑分段的方位向空 變相位誤差補(bǔ)償算法。該方法補(bǔ)償了方位空變的運動誤差，能夠適用于雙基地前視模式。但 是運種方法只適合方位向范圍變化不大的情況，而且數(shù)據(jù)分塊還降低了處理的效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是針對【背景技術(shù)】存在的缺陷，提出一種雙基地前視SAR運動補(bǔ)償方 法，采用方位-慢時間解禪合操作，將同一距離單元內(nèi)的不同方位點目標(biāo)進(jìn)行分離處理，能 夠有效去除運動誤差的方位空變，從而實現(xiàn)了雙基地前視合成孔徑雷達(dá)的精確補(bǔ)償與聚 焦。
[0008] 本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種雙基地前視SAR運動補(bǔ)償方法，通過采用方位-慢時間 解禪合操作，將同一距離單元內(nèi)的不同方位點目標(biāo)進(jìn)行分離處理，從而對各方位點目標(biāo)乘 W對應(yīng)的相位，分別進(jìn)行誤差相位校正，得到運動補(bǔ)償后的精確聚焦圖象。
[0009] 進(jìn)一步地，具體包括W下步驟：
[0010] so:建立運動誤差時的場景中屯、點回波模型；
[0011] S1:對由步驟so得到的回波信號進(jìn)行空不變相位誤差補(bǔ)償W及距離向徙動誤差 補(bǔ)償；
[0012] S2 :對由步驟S1得到的回波信號進(jìn)行距離向聚焦處理；
[0013] S3 :計算距離空變的雙基地距離歷史誤差，根據(jù)該歷史誤差構(gòu)造距離空變運動誤 差相位補(bǔ)償因子，對由步驟S2得到的回波信號進(jìn)行距離空變運動誤差補(bǔ)償；
[0014] S4 :采用方位-慢時間解禪合對由步驟S3得到的回波信號進(jìn)行方位空變相位補(bǔ) 償；
[0015] S5:對步驟S4得到的回波信號進(jìn)行方位向傅立葉變換，并乘W方位壓縮相位，然 后進(jìn)行方位向逆傅立葉變換得到運動補(bǔ)償后的聚焦圖像。
[0016] 更進(jìn)一步地，所述步驟S1具體包括W下分步驟：
[0017] S11 :計算場景中屯、點雙基地距離歷史誤差；
[0018] S12 :根據(jù)步驟S11得到的雙基地距離歷史誤差構(gòu)造空不變運動誤差相位補(bǔ)償因 子；
[0019] S13:根據(jù)步驟S12得到的空不變運動誤差相位補(bǔ)償因子，對步驟so得到的回波信 號進(jìn)行空不變相位誤差補(bǔ)償；
[0020] S14:對空不變相位誤差補(bǔ)償后的回波信號進(jìn)行距離向徙動誤差補(bǔ)償，得到距離向 徙動誤差補(bǔ)償后的回波信號。
[0021] 更進(jìn)一步地，所述步驟S2具體包括W下分步驟：
[0022] S21 :構(gòu)造參考點目標(biāo)頻譜相位，并根據(jù)該參考點目標(biāo)頻譜相位得到相位因子；
[0023] S22 :對步驟S1得到的回波信號進(jìn)行二維傅里葉變換，得到二維頻域回波，并將該 二維頻域回波信號乘上由步驟S21得到的相位因子；
[0024] S23 :對由步驟S22得到的回波通過插值處理進(jìn)行距離頻率變換，然后對距離頻率 變換后的回波進(jìn)行二維逆傅里葉變換，得到距離向聚焦后的二維時域回波。
[00巧]更進(jìn)一步地，所述步驟S4具體為：根據(jù)由步驟S3得到的回波信號的列數(shù)確定距離 向采樣點數(shù)N，并依次對由步驟S3得到的回波信號每一列方位向數(shù)據(jù)進(jìn)行方位空變相位補(bǔ) 償。
[0026] 更進(jìn)一步地，所述方位空變相位補(bǔ)償具體包括W下步驟：
[0027] S41 :對由步驟S3得到的回波信號的每一列方位向數(shù)據(jù)依次進(jìn)行方位-慢時間禪 合操作；
[002引 S42 :對由步驟S41得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行方位空變相位補(bǔ)償；
[0029]S43:對步驟S42得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行方位投影處理，依次替代步驟S3得到的回波信號 中每一列方位向數(shù)據(jù)，得到方位空變相位誤差校正后的回波信號。
[0030] 更進(jìn)一步地，所述步驟S41具體包括W下分步驟：
[0031]S411 :初始化一個零矩陣，所述零矩陣行數(shù)與由步驟S3得到的回波信號行數(shù)相 同，列數(shù)與距離采樣點數(shù)N相同；
[0032]S412:將由步驟S3得到的回波信號的第P列方位向數(shù)據(jù)存入零矩陣的第（N/化1) 列，并將此時的零矩陣記為數(shù)據(jù)C。；
[003引其中，P=1，2,…，N;
[0034] S413:對數(shù)據(jù)C。進(jìn)行二維傅里葉變換，得到二維頻域數(shù)據(jù)C1;
[003引 S414:構(gòu)造逆距離徙動校正相位因子，從而得到距離徙動相化將數(shù)據(jù)。乘上距離 徙動相位，得到逆距離徙動校正后的二維頻域數(shù)據(jù)C2;
[0036]S415 :對數(shù)據(jù)C2進(jìn)行距離向逆傅立葉變換，得到距離時域方位頻域數(shù)據(jù)C3;
[0037]S416:將數(shù)據(jù)C3乘上構(gòu)造的距離投影相化得到方位-慢時間解禪合操作后的數(shù) 據(jù)C4;
[003引 S417:對數(shù)據(jù)C4進(jìn)行方位向逆傅里葉變換，得到方位-慢時間解禪合操作后的二 維時域數(shù)據(jù)Ce。
[0039] 進(jìn)一步地，所述步驟S42具體包括W下分步驟：
[0040]S421:計算得到方位空變的雙基地距離歷史誤差，對計算出的方位空變的雙基地 距離歷史誤差進(jìn)行方位時間插值處理，得到插值后的距離歷史誤差；
[0041]S422 :對步驟S421得到的插值后的距離歷史誤差的各個方位單元進(jìn)行距離向時 移處理，得到時移后的距離歷史誤差；
[0042]S423:根據(jù)步驟S422得到的時移后的距離歷史誤差構(gòu)造方位空間相位補(bǔ)償因子， 對數(shù)據(jù)Ce進(jìn)行方位空變相位補(bǔ)償，得到數(shù)據(jù)C6。
[0043] 進(jìn)一步地，所述步驟S43具體包括W下分步驟：
[0044]S431:對有步驟S42得到的數(shù)據(jù)Ce進(jìn)行方位向傅里葉變換，得到距離時域方位頻 域數(shù)據(jù)C,;
[0045]S432:將數(shù)據(jù)C,乘上距離投影相位的共輛，得到方位頻域距離時域數(shù)據(jù)CS;
[0046]S433:對數(shù)據(jù)Cs進(jìn)行距離向傅里葉變換，得到二維頻域數(shù)據(jù)C
[0047]S