本发明专利技术涉及一种基于分块处理的SAR实时成像方法及系统，距离回波脉压模块用于将接收到的各个距离回波数据进行脉冲压缩；方位维分块处理模块用于对方位子孔径数据进行距离徙动校正、多普勒参数及运动参数估计；全孔径参数估计模块用于对各方位子孔径的参数进行联合分析估计，得到全孔径多普勒参数和运动误差；包络补偿模块用于对方位子孔径数据进行包络补偿；距离维分块处理模块用于对包络补偿后的数据进行相位补偿、方位脉压、多视处理和量化输出。至此完成了基于分块处理的SAR实时成像处理。本发明专利技术对系统内存的要求低，可以有效解决距离空变性导致图像质量变差的问题，尤其适用于对实时性要求较高的SAR实时成像系统。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种基于分块处理的SAR实时成像方法及系统，距离回波脉压模块用于将接收到的各个距离回波数据进行脉冲压缩；方位维分块处理模块用于对方位子孔径数据进行距离徙动校正、多普勒参数及运动参数估计；全孔径参数估计模块用于对各方位子孔径的参数进行联合分析估计，得到全孔径多普勒参数和运动误差；包络补偿模块用于对方位子孔径数据进行包络补偿；距离维分块处理模块用于对包络补偿后的数据进行相位补偿、方位脉压、多视处理和量化输出。至此完成了基于分块处理的SAR实时成像处理。本专利技术对系统内存的要求低，可以有效解决距离空变性导致图像质量变差的问题，尤其适用于对实时性要求较高的SAR实时成像系统。【专利说明】—种基于分块处理的SAR实时成像方法及系统
本专利技术涉及成像雷达领域，尤其涉及一种基于分块处理的SAR实时成像方法及系统。
技术介绍
合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)是一种高分辨率成像雷达,它在距离维和方位维分别使用脉冲压缩技术和合成孔径原理，从而取得二维的高分辨率图像。SAR广泛应用于航空精细测绘、环境监测、灾害评估等领域，可及时获取关注目标区域的高分辨率图像信息。随着SAR的应用越来越广泛，对其成像的分辨率和实时性也提出了很高的要求。一般的SAR实时成像方法是基于全孔径处理的，具体过程为:先将接收的每个距离维信号进行脉冲压缩，直到接收完成整个孔径数据后，再整体进行距离徙动校正、孔径参数估计、运动误差估计，然后进行运动补偿、方位维脉冲压缩和多视处理，最后量化输出。在相同幅宽的条件下，成像分辨率的提高将导致回波数据量急剧增加、数据处理时间增长，同时距离空变性对成像质量影响也将变大。在成像分辨率要求较高时，一般的基于全孔径处理的SAR实时成像方法要求系统具有极大的内存，无法处理好距离空变性的影响，同时实时性也难以保证。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于分块处理的SAR实时成像方法及系统，解决高分辨SAR成像对系统内存要求高、距离空变性导致成像质量变差和实时性难以保证的问题。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下:一种基于分块处理的SAR实时成像方法，包括如下步骤:步骤1:SAR发射线性调频信号，接收各个距离回波数据并进行脉冲压缩；步骤2:每当脉冲压缩后的距离回波数据达到一个方位子孔径的数据量时，对脉冲压缩后的距离回波数据进行距离徙动校正、多普勒参数及运动参数估计；步骤3:当接收的回波数据达到一个全孔径的数据量时，对各方位子孔径的多普勒参数及运动参数进行联合分析估计，得到全孔径多普勒参数和运动误差；步骤4:根据全孔径多普勒参数和运动误差对各个方位子孔径数据分别进行包络补偿；步骤5:对包络补偿后的全孔径数据进行距离维分块，对每个距离块进行相位补偿、方位脉压、多视处理和量化输出。本专利技术的有益效果是:本方法能完成SAR实时成像处理，与一般的基于全孔径处理的成像方法相比，本方法对系统内存的要求大大减少，可以有效解决距离空变性导致图像质量变差的问题，尤其适用于对实时性要求较高的SAR实时成像系统。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。进一步，步骤I中SAR发射的信号为线性调频信号，其表达式为【权利要求】1.一种基于分块处理的SAR实时成像方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤1:SAR发射线性调频信号，接收各个距离回波数据并进行脉冲压缩； 步骤2:每当脉冲压缩后的距离回波数据达到一个方位子孔径的数据量时，对脉冲压缩后的距离回波数据进行距离徙动校正、多普勒参数及运动参数估计； 步骤3:当接收的回波数据达到一个全孔径的数据量时，对各方位子孔径的多普勒参数及运动参数进行联合分析估计，得到全孔径多普勒参数和运动误差； 步骤4:根据全孔径多普勒参数和运动误差对各个方位子孔径数据分别进行包络补偿； 步骤5:对包络补偿后的全孔径数据进行距离维分块，对每个距离块进行相位补偿、方位脉压、多视处理和量化输出。2.根据权利要求1所述一种基于分块处理的SAR实时成像方法，其特征在于，步骤I中SAR发射的信号为线性调频信号，其表达式为3.根据权利要求1所述一种基于分块处理的SAR实时成像方法，其特征在于，步骤2的具体步骤为: 步骤2.1:按照硬件平台的处理能力预先将全孔径按方位维划分为M个方位子孔径；步骤2.2:每当接收的回波数据达到一个方位子孔径的数据量时，根据硬件平台的处理能力，对该方位子孔径的数据进行距离维分块处理，得到若干个距离块； 步骤2.3:对每个距离块进行距离徙动校正，估计方位子孔径的多普勒中心频率fd。和多普勒调频率; 步骤2.4:根据该方位子孔径的每个距离块的多普勒参数估计方位子孔径的载机沿航线方向的速度Vsub和垂直于航线的法平面内射线方向的加速度asub。4.根据权利要求3所述一种基于分块处理的SAR实时成像方法，其特征在于，所述步骤2.3中进行距离徙动校正的过程为:将方位子孔径数据进行方位维傅立叶变换和距离维傅立叶变换，在二维频域中分别乘以距离徙动校正因子H1和二次脉冲压缩因子H2，再进行距离维逆傅立叶变换和方位维逆傅立叶变换，距离徙动校正因子H1和二次脉冲压缩因子H2的表达式如下式 5.根据权利要求3所述一种基于分块处理的SAR实时成像方法，其特征在于，步骤3的具体实现: 步骤3.1:通过各个方位子孔径的多普勒中心频率fd。计算全孔径的多普勒中心频率fdco，fdco = mean (fdc)；步骤3.2:根据载机沿航线方向的速度vsub—all = (其中，Vsubi为第i个方位子孔径对应的沿航线方向的速度)和垂直于航线的法平面内射线方向的加速度^*—all = ，计算具有距尚全变性的射线方向的加速度向量aK _和无距离空变性的射线方向的加速度向量aK fix，计算公式如下式 6.根据权利要求4所述一种基于分块处理的SAR实时成像方法，其特征在于，步骤4的具体实现为: 步骤4.1:对每个方位子孔径数据进行距离维分块处理，得到若干个距离块； 步骤4.2:对每个距离块进行包络补偿，每个距离块对应的视线距离根据距离远近进行调整， 其中，每个距离块进行包络补偿时，先进行距离维傅立叶变换，再在距离频域乘以包络校正因子H3,再进行距离维逆傅立叶变换， 7.根据权利要求1所述一种基于分块处理的SAR实时成像方法，其特征在于，步骤5的具体实现为: 步骤5.1:按照硬件平台的处理能力预先将全孔径的数据按距离维划分为N个距离块； 步骤5.2:对每个距离块进行去多普勒中心、相位补偿、方位脉压、多视处理，得到处理后的全孔径数据Xori ； 步骤5.3:将处理完的全孔径数据xOTi进行整体量化，得到一幅SAR图像。8.根据权利要求7所述一种基于分块处理的SAR实时成像方法，其特征在于，步骤5.2中对每个距离块进行去多普勒中心、相位补偿、方位脉压、多视处理和整体量化的过程如下: a)每个距离块进行去多普勒中心的实现为，每个距离块的距离条数据，在时域分别乘以去多普勒中心因子H4, H4 = exp(_j2 fdc0.ta)， 其中，fdc0为全孔径的多普勒中心频率,ta为慢时间，代表方位维时间; b)每个距离块进行相位本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于分块处理的SAR实时成像方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：SAR发射线性调频信号，接收各个距离回波数据并进行脉冲压缩；步骤2:每当脉冲压缩后的距离回波数据达到一个方位子孔径的数据量时，对脉冲压缩后的距离回波数据进行距离徙动校正、多普勒参数及运动参数估计；步骤3：当接收的回波数据达到一个全孔径的数据量时，对各方位子孔径的多普勒参数及运动参数进行联合分析估计，得到全孔径多普勒参数和运动误差；步骤4:根据全孔径多普勒参数和运动误差对各个方位子孔径数据分别进行包络补偿；步骤5：对包络补偿后的全孔径数据进行距离维分块，对每个距离块进行相位补偿、方位脉压、多视处理和量化输出。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘忠伟，刘京，
申请(专利权)人：北京无线电测量研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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