一种适用于非直线航迹SAR成像的辐射校正方法技术

本发明专利技术属于雷达信号处理中SAR图像辐射校正方法领域，具体涉及一种适用于非直线航迹SAR成像的辐射校正方法，具体包括距离脉压、方位向匹配两个步骤，其中，方向位匹配分为运动补偿和照度补偿步骤。传感器测量获取雷达载机位置姿态矢量数据样本；对数据样本进行初始化后，并通过滤波、插值处理，获得雷达载机位置姿态矢量的估计值。根据载机位置姿态矢量的估计值，通过后向投影算法重建目标位置处的图像，对成像区域的每个像素点均进行运动补偿和“照度”补偿，得到增益均衡的聚焦SAR图像。本发明专利技术可以同时校正辐射度沿距离向和方位向的不均衡，消除平台姿态抖动对成像质量带来的不利影响，有效提高了非直线轨迹SAR成像质量。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于雷达信号处理中SAR图像辐射校正方法领域，具体涉及一种适用于非直线航迹SAR成像的辐射校正方法，具体包括距离脉压、方位向匹配两个步骤，其中，方向位匹配分为运动补偿和照度补偿步骤。传感器测量获取雷达载机位置姿态矢量数据样本；对数据样本进行初始化后，并通过滤波、插值处理，获得雷达载机位置姿态矢量的估计值。根据载机位置姿态矢量的估计值，通过后向投影算法重建目标位置处的图像，对成像区域的每个像素点均进行运动补偿和“照度”补偿，得到增益均衡的聚焦SAR图像。本专利技术可以同时校正辐射度沿距离向和方位向的不均衡，消除平台姿态抖动对成像质量带来的不利影响，有效提高了非直线轨迹SAR成像质量。【专利说明】—种适用于非直线航迹SAR成像的辐射校正方法
本专利技术属于雷达信号处理中SAR(合成孔径雷达,Synthetic Aperture Radar)图像辐射校正方法领域，具体涉及一种适用于非直线航迹SAR成像的辐射校正方法。
技术介绍
常规SAR通常通过距离脉压、方位向匹配(含运动补偿)、辐射校正三个步骤来获得地面场景和目标的SAR图像。第一步距离脉压，通过发射大带宽信号来获取高分辨距离像；第二步方位向匹配，即校正飞行平台位置偏离理想直线航迹而造成的距离向走动和相位误差，并利用平台直线运动在方位上形成的大孔径来获取高分辨横向距离像，完成SAR图像的聚焦；第三步辐射校正，根据雷达方程在斜距向上以Ι/r2的关系进行辐射校正(其中r为地面场景到雷达平台运动直线的距离)，得到增益均衡的SAR图像。典型的应用系统有瑞典的CARABAS SAR以及国内中电集团38所研制的X-SAR和国防科技大学研制的P-SAR。无人机平台与星载和其它空载平台相比具有更强机动性、隐蔽性和安全性。无人机载SAR由于可对作战地域内道路、桥梁、渡场、地形、地貌等情况进行侦察，可用于揭露伪装或评价伪装效果，还具有使用维护方便、无人员伤亡危险等特点，将成为未来战场态势感知中一种非常重要的侦察探测手段。然而，受气流和飞行稳定性等的影响，尤其是在低空飞行时，轻小型无人机常常存在剧烈的位置抖动，飞行航迹往往表现为非直线航迹，同时伴有剧烈的姿态抖动。研究表明，当飞行航迹非直线时，位置的偏移和姿态的变化对SAR图像的聚焦将产生较大影响。国内外在针对飞行航迹非直线时的成像情况，主要都是利用传感器测量平台的运动状态，对由于位置偏离理想直线航迹而造成的距离向走动和相位误差进行校正，以得到聚焦的SAR图像。然而，上述算法都没有考虑由于平台姿态的变化引起波束中心指向抖动对SAR成像的影响，因此这些SAR成像方法不能满足平台非直线航迹运动下高分辨率精细SAR成像的需求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对现有非直线航迹SAR成像中忽视天线波束指向变化对成像质量影响的缺点，提出一种适用于非直线航迹条件下SAR成像的辐射校正方法。本专利技术的具体技术方案如下:一种适用于非直线航迹SAR成像的辐射校正方法，包括以下步骤:(SI)获取雷达回波数据，对回波数据进行距离脉压处理，得到距离像；(S2)传感器测量获取雷达载机位置姿态矢量数据样本；对数据样本进行初始化后，并通过滤波、插值处理，获得雷达载机位置姿态矢量的估计值；(S3)根据所述步骤(SI)积累的距离像和步骤(S2)中的雷达载机位置姿态矢量估计值，重建SAR图像fBP(p)，其中，ρ表示成像区域中的位置点；(S4)定义照度I (P)，并计算照度如下【权利要求】1.一种适用于非直线航迹SAR成像的辐射校正方法，其特征在于:包括以下步骤: (51)获取雷达回波数据，对回波数据进行距离脉压处理，得到距离像； (52)传感器测量获取雷达载机位置姿态矢量数据样本；对数据样本进行初始化后，并通过滤波、插值处理，获得雷达载机位置姿态矢量的估计值； (53)根据所述步骤(SI)积累的距离像和步骤(S2)中的雷达载机位置姿态矢量估计值，重建SAR图像fBP(p)，其中，P表示成像区域中的位置点； (54)定义照度I(P)，并计算照度如下: 【文档编号】G01S7/40GK103941241SQ201410203189【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年5月14日 优先权日:2014年5月14日 【专利技术者】张汉华, 李杨寰, 王建, 宋千, 周智敏, 金添, 梁福来, 陆必应, 安道祥, 范崇祎 申请人:中国人民解放军国防科学技术大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于非直线航迹SAR成像的辐射校正方法，其特征在于：包括以下步骤：(S1)获取雷达回波数据，对回波数据进行距离脉压处理，得到距离像；(S2)传感器测量获取雷达载机位置姿态矢量数据样本；对数据样本进行初始化后，并通过滤波、插值处理，获得雷达载机位置姿态矢量的估计值；(S3)根据所述步骤(S1)积累的距离像和步骤(S2)中的雷达载机位置姿态矢量估计值，重建SAR图像fBP(p)，其中，p表示成像区域中的位置点；(S4)定义照度I(p)，并计算照度如下：其中，c为光速，u为慢时间，g(pu,p)为天线方向图函数，pu为u时刻载机位置姿态矢量，R(pu,p)为u时刻载机位置pu到成像区域中位置点p的距离，w(pu,p)为控制孔径长度的窗函数；(S5)对所述步骤(S3)中重建后的图像进行照度补偿，获得增益均衡的聚焦后的SAR图像σ(p)，即：

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张汉华，李杨寰，王建，宋千，周智敏，金添，梁福来，陆必应，安道祥，范崇祎，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科学技术大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43