一种快速压缩传感三维SAR稀疏成像方法技术

技术编号:10316267 阅读:234 留言:0更新日期:2014-08-13 17:39
本发明专利技术提供了一种快速压缩传感三维SAR稀疏成像方法,它是先进行距离压缩成像并对距离压缩后回波数据进行分维处理获得各等距离子段数据,再通过目标场景分块和散射目标位置预测逐步提高图像分辨率,然后通过压缩传感稀疏重建得到各个等距离子平面空间图像,最后将各等距离子平面空间图像合成为三维成像结果。由于本发明专利技术通过回波数据等距离分维和目标场景稀疏分块降低了压缩传感三维SAR成像模型中测量矩阵及重构信号的维数,并且只利用粗预测位置的分辨单元构造测量矩阵,无需全场景目标空间的分辨单元构造测量矩阵,提高了压缩传感三维SAR稀疏成像的成像效率。本发明专利技术可以应用于圆周SAR、层析SAR和阵列SAR等合三维成孔径雷达成像领域。

【技术实现步骤摘要】
—种快速压缩传感三维SAR稀疏成像方法
:本技术专利技术属于雷达
,它特别涉及了合成孔径雷达(SAR)成像

技术介绍
:由于具有全天时、全天候和大场景观测等优势,合成孔径雷达(SAR)已成为当前大面积地形测绘的一项重要遥感技术,在地形测绘、自然灾害监测和自然资源调查等领域发挥越来越大的作用。三维SAR是传统二维SAR成像技术的扩展,可以获得观测场景目标的三维雷达成像,能够更加精细地描述观测场景中目标的几何和散射特征,非常有利于目标特征提取和识别,成为了 SAR成像技术未来发展的必然趋势及热点研究课题。三维SAR成像的基本原理是通过天线的运动合成一个大的虚拟二维面阵天线,获得面阵平面内二维高分辨,再结合脉冲压缩技术获得雷达视线方向高分辨率,实现对观测场景目标的三维成像。现有的三维SAR成像体制主要有圆周SAR、层析SAR和阵列SAR等。压缩传感稀疏重构作为一种近几年新提出的信号处理理论,突破了传统Nyquist采样定理约束,可利用远低于Nyquist采样率精确重构原始稀疏信号(详见参考文献“D.L.Donoh0.Compressed sensing.1E本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快速压缩传感三维SAR稀疏成像方法,其特征是它包括以下步骤:步骤1、初始化三维SAR系统参数:初始化三维SAR系统参数包括:一个孔径长度内等效天线相位中心的位置矢量,记做其中n为第n个等效天线相位中心的序号,n为自然数,n=1,2,...,N,N为等效天线相位中心的总数;雷达工作中心频率,记做fc;雷达载频波长,记做λ;雷达发射基带信号的信号带宽,记做Br;雷达发射信号脉冲宽度,记做TP;雷达发射信号的调频斜率,记做fdr;雷达接收波门持续宽度,记做To;雷达接收系统的采样频率,记做fs;光在空气中的传播速度,记做C;距离向快时刻序列,记做t,t=1,2,…,T,T为距离向快时刻总数;上述...

【技术特征摘要】
1.一种快速压缩传感三维SAR稀疏成像方法,其特征是它包括以下步骤: 步骤1、初始化三维SAR系统参数: 初始化三维SAR系统参数包括:一个孔径长度内等效天线相位中心的位置矢量,记做Ρλ (),其中η为第η个等效天线相位中心的序号,η为自然数,η = I, 2,..., N, N为等效天线相位中心的总数;雷达工作中心频率,记做f。;雷达载频波长,记做λ ;雷达发射基带信号的信号带宽,记做4 ;雷达发射信号脉冲宽度,记做Tp ;雷达发射信号的调频斜率,记做U ;雷达接收波门持续宽度,记做τ。;雷达接收系统的采样频率,记做fs ;光在空气中的传播速度,记做C ;距离向快时刻序列,记做t,t = 1,2,…,T,T为距离向快时刻总数;上述参数均为三维SAR系统标准参数,在三维SAR系统设计和观测过程中已经确定;根据三维SAR成像系统方案和观测方案,三维SAR成像方法需要的初始化系统参数均为已知; 步骤2、初始化观测场景目标参数以及产生原始回波数据: 初始化三维SAR的观测场景目标空间,以雷达波束照射场区域地平面和垂直于该地平面向上的单位向量所构成的空间直角坐标作为三维SAR的观测场景目标空间;初始化观测场景目标空间的中心坐标位置位于[0,0, 0],观测场景目标空间在三维SAR成像方案设计中已经确定;三维SAR在距离向第t个快时刻第η个等效天线相位中心的原始回波数据,记为S(l(t,n),t = 1,2,…,T,n = 1,2,…,N,其中T为步骤I初始化得到的距离向快时刻总数,N为步骤I初始化得到的等效天线相位中心总数;在三维SAR实际成像中,原始回波数据S0 (t, n),t = 1, 2,…,Τ,η = I, 2,…,N,可由三维SAR系统数据接收机提供;在仿真过程中,在观测场景目标空间里加入散射点目标,散射点目标的总数记为Ntmgrt,散射点目标的位置记为 Ρκ_(0,I = 1,2,…,Ntarget,散射点目标的散射系数为 a target (1),I = I, 2, **., Ntarget,原始回波数据sjt,n), t = 1,2,…,Τ, η = 1,2,…,N,采用传统的合成孔径雷达原始回波仿真方法产生得到; 步骤3、对三维SAR原始回波数据进行距离压缩: 采用传统的合成孔径雷达标准距离压缩方法对步骤2中得到的三维SAR原始回波s0(t,n),t = I,2,-,Τ,η= 1,2,…,N,进行距离压缩处理,得到距离压缩后的三维SAR回波数据,记为S1 (t, n), t = 1,2,…,Τ,η = 1,2,…,N,其中T为步骤I初始...

【专利技术属性】
技术研发人员:韦顺军张晓玲罗煜川陈思远
申请(专利权)人:电子科技大学
类型:发明
国别省市:四川;51

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