一种校正合成孔径雷达回波数据的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种校正合成孔径雷达(SAR)回波数据的方法，获取回波数据中的缺失数据，得到完整的回波数据；对所述完整的回波数据进行距离向脉冲压缩，获取完成距离向脉冲压缩的数据；将所述完成距离向脉冲压缩的数据重建成方位向均匀的采样数据；计算所述方位向均匀的采样数据与参考函数之积，并对得到的乘积进行Stolt映射，获得雷达图像。本发明专利技术还公开了一种校正SAR回波数据的装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及合成孔径雷达(SAR，SyntheticApertureRadar)的回波信号处理技术，尤其涉及一种校正SAR回波数据的方法和装置。
技术介绍
SAR是重要的地球观测雷达，可以全天时全天候进行成像；新一代的SAR遥感系统着眼于高分辨率和宽测绘带成像。随着测绘带范围的扩大，传统的SAR忽视盲区内不能成像的问题成为了一个突出的问题。盲区是脉冲体制的固有问题，是由于发射和接收相互冲突导致的；因为在发射信号时，为了防止发射的高能量信号进入接收机，损坏只能接收低能量信号的接收设备或使得接收回波饱和，接收子系统必须关闭；此时，便形成了盲区。此外，如果脉冲重复间隔(PRI，PulseRepetitionInterval)是均匀的，盲区的位置在整个合成空间时间内始终不会改变。进一步，由于盲区的宽度正比于发射脉冲宽度，这个问题会在高轨道的SAR平台中更加明显，因为高轨系统为了保证足够的发射功率，需要更长的发射脉冲宽度。变脉冲重复频率(PRF，PulseRecurrenceFrequency)模式可以有效的解决这个问题，由于PRF是变化的，缺失的数据分布在不同的距离门上，使得每一个距离门都可以被部分观测到，并为缺失数据的恢复提供了可能。在变PRF模式下，存在两个处理难点：扩展盲区内的数据缺失和方位向信号非均匀采样；因此，校正变PRF模式下的数据是亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例期望提供一种校正SAR回波数据的方法和装置，能准确地恢复扩展盲区内的数据缺失，并重建均匀的采样方位向信号。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：本专利技术实施例提供了一种校正SAR回波数据的方法，所述方法包括：获取回波数据中的缺失数据，得到完整的回波数据；对所述完整的回波数据进行距离向脉冲压缩，获取完成距离向脉冲压缩的数据；将所述完成距离向脉冲压缩的数据重建成方位向均匀的采样数据；计算所述方位向均匀的采样数据与参考函数之积，并对得到的乘积进行Stolt映射，获得雷达图像。上述方案中，所述获取回波数据中的缺失数据；包括：根据回波数据信号模型，建立与各距离门对应的回波数据信号模型；对各距离门对应的回波数据信号模型使用自适应迭代算法，得到已有数据的频谱；根据所述已有数据的频谱，对各距离门对应的回波数据信号模型采用加权最小二乘法，获取缺失数据。上述方案中，所述对所述完整的回波数据进行距离向脉冲压缩，获取完成距离向脉冲压缩的数据，包括：将所述完整的回波数据进行距离向傅里叶变换，并进行频谱匹配滤波，得到频谱匹配的距离频域数据；将频谱匹配的距离频域数据进行反傅里叶变换，得到完成距离向脉冲压缩的数据。上述方案中，所述将所述完成距离向脉冲压缩的数据重建成方位向均匀的采样数据；包括：根据不同PRI将完成距离向脉冲压缩的数据划分成不小于1个部分；根据最小化模糊能量、以及加权向量与导向向量之积为1的约束条件，确定加权向量；将所述划分的距离向脉冲压缩的数据分别变换到多普勒域，并乘以所述加权向量，得到未混叠的多普勒频谱；将所述未混叠的多普勒频谱进行逆傅里叶变换，得到方位向均匀的采样数据。上述方案中，所述计算所述方位向均匀的采样数据与参考函数之积，并对得到的乘积进行Stolt映射，获得雷达图像，包括：将方位向均匀的采样数据变换到二维频域，并乘以参考函数；将所述二维频域的方位向均匀的采样数据与参考函数的乘积进行Stolt映射，获得超宽幅雷达图像。上述方案中，所述SAR回波数据，包括：变脉冲重复频率PRF模式下的SAR回波数据；所述对回波数据中的缺失数据进行恢复，在扩展盲区内进行。本专利技术实施例还提供了一种校正SAR回波数据的装置，所述装置包括：恢复模块、脉冲压缩模块、采样重建模块、成像模块，其中，所述恢复模块，用于获取回波数据中的缺失数据，得到完整的回波数据；所述脉冲压缩模块，用于对所述完整的回波数据进行距离向脉冲压缩，获取完成距离向脉冲压缩的数据；所述采样重建模块，用于将所述完成距离向脉冲压缩的数据重建成方位向均匀的采样数据；所述成像模块，用于计算所述方位向均匀的采样数据与参考函数之积，并对得到的乘积进行Stolt映射，获得雷达图像。上述方案中，所述恢复模块，具体用于：根据回波数据信号模型，建立与各距离门对应的回波数据信号模型；对各距离门对应的回波数据信号模型使用自适应迭代算法，得到已有数据的频谱；根据所述已有数据的频谱，对各距离门对应的回波数据信号模型采用加权最小二乘法，获取缺失数据；所述恢复模块，用于在扩展盲区内，对回波数据中的缺失数据进行恢复。上述方案中，所述脉冲压缩模块，具体用于：将所述完整的回波数据进行距离向傅里叶变换，并进行频谱匹配滤波，得到频谱匹配的距离频域数据；将频谱匹配的距离频域数据进行反傅里叶变换，得到完成距离向脉冲压缩的数据。上述方案中，所述采样重建模块，具体用于：根据不同PRI将完成距离向脉冲压缩的数据划分成不小于1个部分；根据最小化模糊能量、以及加权向量与导向向量之积为1的约束条件，确定加权向量；将所述划分的距离向脉冲压缩的数据分别变换到多普勒域，并乘以所述加权向量，得到未混叠的多普勒频谱；将所述未混叠的多普勒频谱进行逆傅里叶变换，得到方位向均匀的采样数据。上述方案中，所述成像模块，具体用于：将方位向均匀的采样数据变换到二维频域，并乘以参考函数；将所述二维频域的方位向均匀的采样数据与参考函数的乘积进行Stolt映射，获得超宽幅雷达图像本专利技术实施例所提供的校正SAR回波数据的方法和装置，获取回波数据中的缺失数据进行恢复，得到完整的回波数据；对所述完整的回波数据进行距离向脉冲压缩，获取完成距离向脉冲压缩的数据；将所述完成距离向脉冲压缩的数据重建成方位向均匀的采样数据；计算所述方位向均匀的采样数据与参考函数之积，并对得到的乘积进行Stolt映射，获得雷达图像。如此，能准确地恢复扩展盲区内的数据缺失，并重建均匀的采样方位向信号；进而提升了SAR的成像质量。附图说明图1为本专利技术实施例校正SAR回波数据的方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例各斜距上每一个PRI变化周期内的脉冲损失示意图；图3为本专利技术实施例变PRF回波数据直接成像的目标仿真结果示意图；图4为本专利技术实施例变PRF回波数据采用本专利技术方法的点目标仿真结果示意图；图5为本专利技术实施例点目标插值后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种校正合成孔径雷达SAR回波数据的方法，其特征在于，所述方法包括：获取回波数据中的缺失数据，得到完整的回波数据；对所述完整的回波数据进行距离向脉冲压缩，获取完成距离向脉冲压缩的数据；将所述完成距离向脉冲压缩的数据重建成方位向均匀的采样数据；计算所述方位向均匀的采样数据与参考函数之积，并对得到的乘积进行Stolt映射，获得雷达图像。

【技术特征摘要】
1.一种校正合成孔径雷达SAR回波数据的方法，其特征在于，所述方法包括：
获取回波数据中的缺失数据，得到完整的回波数据；
对所述完整的回波数据进行距离向脉冲压缩，获取完成距离向脉冲压缩的数据；
将所述完成距离向脉冲压缩的数据重建成方位向均匀的采样数据；
计算所述方位向均匀的采样数据与参考函数之积，并对得到的乘积进行Stolt映射，获
得雷达图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取回波数据中的缺失数据；包括：
根据回波数据信号模型，建立与各距离门对应的回波数据信号模型；
对各距离门对应的回波数据信号模型使用自适应迭代算法，得到已有数据的频谱；
根据所述已有数据的频谱，对各距离门对应的回波数据信号模型采用加权最小二乘
法，获取缺失数据。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述完整的回波数据进行距离向脉
冲压缩，获取完成距离向脉冲压缩的数据，包括：
将所述完整的回波数据进行距离向傅里叶变换，并进行频谱匹配滤波，得到频谱匹配
的距离频域数据；
将频谱匹配的距离频域数据进行反傅里叶变换，得到完成距离向脉冲压缩的数据。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述完成距离向脉冲压缩的数据重
建成方位向均匀的采样数据；包括：
根据不同脉冲重复间隔PRI将完成距离向脉冲压缩的数据划分成不小于1个部分；
根据最小化模糊能量、以及加权向量与导向向量之积为1的约束条件，确定加权向量；
将所述划分的距离向脉冲压缩的数据分别变换到多普勒域，并乘以所述加权向量，得
到未混叠的多普勒频谱；
将所述未混叠的多普勒频谱进行逆傅里叶变换，得到方位向均匀的采样数据。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述方位向均匀的采样数据与参
考函数之积，并对得到的乘积进行Stolt映射，获得雷达图像，包括：
将方位向均匀的采样数据变换到二维频域，并乘以参考函数；
将所述二维频域的方位向均匀的采样数据与参考函数的乘积进行Stolt映射，获得超
宽幅雷达图像。
6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，
所述SAR回波数据，包括：变脉冲重复频率P...

【专利技术属性】
技术研发人员：王翔宇，王宇，邓云凯，张志敏，王伟，李宁，
申请(专利权)人：中国科学院电子学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11