一种基于方位deramp的方位NCS成像方法、系统、介质及设备技术方案

本发明专利技术涉及一种基于方位deramp的方位NCS成像方法、系统、介质及设备，该方法包括：将距离脉压及走动校正后的距离频域‑方位时域信号进行方位deramp处理；将经过方位deramp处理的距离频域‑方位时域信号变换到二维频域信号后，进行方位散焦处理；将经过方位散焦处理的二维频域信号变换到二维时域信号后，进行方位NCS变标处理，得到SAR图像。本发明专利技术把方位deramp与方位NCS两种处理技术较好地结合起来，从而能够处理大转角(高分辨)、大斜视聚束SAR数据，兼顾了高精度聚焦与高效率处理需求。

【技术实现步骤摘要】
一种基于方位deramp的方位NCS成像方法、系统、介质及设备
本专利技术涉及合成孔径雷达方位向成像方法，特别是一种基于方位deramp的方位NCS成像方法、系统、介质及设备。
技术介绍
在聚束SAR(SyntheticApertureRadar，合成孔径雷达)中，通过采用大的波束转角来获取高的方位分辨率，方位等效带宽一般大于脉冲重复频率，常通过方位deramp处理来去除方位频谱的混叠，方位deramp后得到粗聚焦的SAR图像。在聚束SAR中，不仅有大转角，往往还有大斜视。大斜视下方位聚焦深度有限，表现为偏离方位场景中心的目标的图像散焦。一种有效的解决方法是采用方位NCS(NonlinearChirpScaling，非线性调频变标)处理，即通过方位相位的变标，增大方位聚焦深度，改善成像质量。方位NCS处理针对方位脉压前的信号进行，不适合应用于方位deramp处理后的方位粗聚焦数据处理中。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术提供一种基于方位deramp的方位NCS成像方法、系统、介质及设备。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于方位deramp的方位NCS成像方法,包括：步骤1、将距离脉压及走动校正后的距离频域-方位时域信号进行方位deramp处理；步骤2、将经过方位deramp处理的距离频域-方位时域信号变换到二维频域信号后，进行方位散焦处理；步骤3、将经过方位散焦处理的二维频域信号变换到二维时域信号后，进行方位NCS变标处理，得到SAR图像。为实现上述专利技术目的，本专利技术还提供一种基于方位deramp的方位NCS成像系统，包括：第一变换模块，用于将距离脉压及走动校正后的距离频域-方位时域信号进行方位deramp处理；第二变换模块，用于将经过方位deramp处理的距离频域-方位时域信号变换到二维频域信号后，进行方位散焦处理；第三变换模块，用于将经过方位散焦处理的二维频域信号变换到二维时域信号后，进行方位NCS变标处理，得到SAR图像。本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，包括指令，其当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行上述方法。本专利技术还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上的并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述方法。本专利技术的有益效果是：首先建立距离脉压及走动校正后信号模型，然后进行方位deramp处理，接着进行方位“散焦”处理，得到可进行NCS处理的信号形式，最后进行NCS变标处理，得到聚焦良好的SAR图像。方位deramp能够应用于大转角聚束的高分辨率数据处理中，方位NCS能够处理大斜视数据，所提方法通过引入“散焦”处理及“散焦”函数系数q，把方位deramp与方位NCS两种处理技术较好地结合起来，从而能够处理大转角(高分辨)、大斜视聚束SAR数据，兼顾了高精度聚焦与高效率处理需求。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种基于方位deramp的方位NCS成像方法的流程图；图2雷达成像几何关系；图3场景中心目标图像(q＝1)；图4场景边缘目标图像(q＝1)；图5场景中心目标图像(q＝10)；图6场景边缘目标图像(q＝10)；图7点阵目标图像(q＝1)；图8点阵目标图像(q＝10)。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。图1为本专利技术实施例提供的一种基于方位deramp的方位NCS成像方法的流程图，如图1所示，该方法包括：S1、将距离脉压及走动校正后的距离频域-方位时域信号进行方位deramp处理；设光速为c，载波频率为fc，距离频率为fr，调频率为γ，为虚数单位，为距离维时间，tm为方位维时间。距离脉压及走动校正后的距离频域、方位时域信号表达式为：根据图1，R(tm)如下式所示：公式(2)中Rn和Xn为点目标的距离和方位坐标，θ0为斜视角，V为卫星的速度。设场景中心距离为Rs，调频斜率kas为：与距离频率fr有关的调频斜率Kas为：式(4)中，在高精度成像中，如Ka波段，应采用与距离频率fr有关的调频斜率Kas构造deramp参考函数，如下所示：令s2(fr,tm)表示式(1)中距离频域方位时域信号与式(5)参考信号sref(tm)的卷积，得：s2(fr,tm)为方位deramp处理后的信号。由于式(5)中sref(tm)与方位时域匹配信号形式相同，而时域卷积相当于频域各自频谱相乘，再变换回方位时域，因此，s2(fr,tm)在方位已经进行了粗聚焦，相当于进行了脉压操作。S2、将经过方位deramp处理的距离频域-方位时域信号变换到二维频域信号后，进行方位散焦处理；具体的，式(6)为方位粗聚焦的SAR信号，这不符合方位NCS处理的形式，因为方位NCS处理是针对未进行方位脉压处理的信号进行的。基于此，需对式(6)进行方位“散焦”操作。首先把式(6)变换到方位频域，得：s2(fr,fa)＝FFT[s2(fr,tm)](7)式(7)中，fa表示方位频率。定义方位频率“散焦”函数为：式(8)中，q为可调整的“散焦”函数系数。式(7)乘以式(8)得：式(9)在方位向进行了“散焦”，可进行后续的NCS处理并精聚焦。S3、将经过方位散焦处理的二维频域信号变换到二维时域信号后，进行方位NCS变标处理，得到SAR图像。令Rr＝Rn+Xnsinθ0，Xn＝Vt0，t0为以时间形式表示的目标方位位置，则式(9)显式为：其中，为与fr和fa无关的系数。根据式(10)，距离IFFT后对t0进行方位多次变标处理，即可得到理想的SAR图像如下所示。式(11)中，为距离维时间，tm为方位维时间，p为NCS变标系数。本专利技术实施例还提供一种基于方位deramp的方位NCS成像系统，包括：第一变换模块，用于将距离脉压及走动校正后的距离频域-方位时域信号进行方位deramp处理；第二变换模块，用于将经过方位deramp处理的距离频域-方位时域信号变换到二维频域信号后，进行方位散焦处理；第三变换模块，用于将经过方位散焦处理的二维频域信号变换到二维时域信号后，进行方位NCS变标处理，得到SAR图像。本专利技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，包括指令，其当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行上述方法。本专利技术实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上的并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述方法。下面以一个具体的实施例对本专利技术进行介绍：雷达参数如表1所示。表1雷达参数按照图2、表1参数进行点目标仿真，进行如下成像处理：步骤一：距离脉压及走动校正数据进行距离FFT，变到距离频域，进行距离脉压及走动校正处理，如式(1)。步骤二：方位deramp处理以式(4)的调频斜率Kas构造方位deramp参考函数式(5)，把步骤一处理完毕的式(1)与deramp参考函数式(5)进行卷积，得到方位deramp处理的信号式(6)，式(6)去除了大转角信号方位频谱的混叠，据此能够得到高的方位分辨率，但是，式(6)等价于进行了方位聚焦处理，在大斜视下无法进行方位NCS处理。步骤三：方位“散焦”处理首先把deramp处理后的信号式(6)变换到方位频域，得到式(7)，然后构造方位散焦函数s本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于方位deramp的方位NCS成像方法,其特征在于，包括：步骤1、将距离脉压及走动校正后的距离频域‑方位时域信号进行方位deramp处理；步骤2、将经过方位deramp处理的距离频域‑方位时域信号变换到二维频域信号后，进行方位散焦处理；步骤3、将经过方位散焦处理的二维频域信号变换到二维时域信号后，进行方位NCS变标处理，得到SAR图像。

【技术特征摘要】
1.一种基于方位deramp的方位NCS成像方法,其特征在于，包括：步骤1、将距离脉压及走动校正后的距离频域-方位时域信号进行方位deramp处理；步骤2、将经过方位deramp处理的距离频域-方位时域信号变换到二维频域信号后，进行方位散焦处理；步骤3、将经过方位散焦处理的二维频域信号变换到二维时域信号后，进行方位NCS变标处理，得到SAR图像。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述距离脉压及走动校正后的距离频域-方位时域信号表达式为：其中，c为光速，fc为载波频率，fr为距离频率，γ为调频率，为虚数单位，tm为方位维时间，V为卫星的速度，θ0为斜视角，R(tm)的表达式为：其中，Rn和Xn为点目标的距离和方位坐标。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，deramp参考函数如下：其中，调频斜率Rs为场景中心距离；所述步骤2具体包括：s(fr,tm)与sref(tm)卷积，得：。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤3具体包括：将s2(fr,tm)进行FFT，使信号变换到二维频域，得：s2(fr,fa)＝FFT[s2(fr,tm)]其中，fa表示方位频率；定义方位频率散焦函数为：其中，Kas＝αkas...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢涛，李军，韦立登，王新民，
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