一种基于弹载双基SAR距离多普勒图像生成地距图的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于弹载双基SAR距离多普勒图像生成地距图的方法，包括以下步骤：生成地距图网格；任选所述地距图网格中的某一格点，计算该格点的双基距离和及多普勒频率；计算该格点在斜距图中的初步投影位置；计算所述初步投影位置的后向散射值，得到准确投影值；遍历所述地距图中的格点，重复进行S2～S4，直至遍历完成，涉及SAR成像技术领域。本发明专利技术紧密结合弹载双基SAR平台的特点，不依赖具体飞行构型，通过在弹载通用双基SAR成像构型下构建地面点与斜距图上点的投影关系，生成弹载双基SAR的地距图，处理方便，运算量较小。

【技术实现步骤摘要】
一种基于弹载双基SAR距离多普勒图像生成地距图的方法
本专利技术涉及SAR成像
，具体是涉及一种基于弹载双基SAR距离多普勒图像生成地距图的方法。
技术介绍
SAR(合成孔径雷达)是一种全天时、全天候的现代高分辨率微波遥感成像雷达，在军事侦察、地形测绘、植被分析、海洋及水文观测、环境及灾害监视、资源勘探以及地壳微变检测等领域，发挥了越来越重要的作用。双基SAR由于收发平台分置，可以实现由发射弹照射目标区域提供方位向多普勒高分辨，接收弹面对目标区域前视成像的能力，故而可以对目标场景实现高分辨二维雷达图像末制导。弹载双基SAR中，收发平台均高机动飞行，地面目标点的距离和与多普勒信息由发射弹和接收弹共同提供，成像回波模型复杂，成像处理得到的距离多普勒图像为斜距图，带有距离和信息，存在较大的几何畸变，必须将斜距图转换为与地平面对应的地距图，才能进行后续的图像处理与目标识别定位，从而完成SAR成像制导。现有的双基SAR地距图生成方法中，一种通过搜索找出地面点在斜距图中的位置，需要两个飞机保持匀速平行飞行，无法应用于弹载通用的双基构型中，且运算量大；另一种将机载双基SAR的平飞模型等效为单基SAR的成像模型，然后再进行斜平面到地平面的投影，只适用于双站平行飞行这种特定构型，依然无法应用于弹载通用的双基构型中。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服上述
技术介绍
的不足，提供一种紧密结合弹载双基SAR平台的特点，不依赖具体飞行构型的基于弹载双基SAR距离多普勒图像生成地距图的方法。本专利技术提供一种基于弹载双基SAR距离多普勒图像生成地距图的方法，包括以下步骤：S1、生成地距图网格；S2、任选所述地距图网格中的某一格点，计算该格点的双基距离和及多普勒频率；S3、计算该格点在斜距图中的初步投影位置；S4、计算所述初步投影位置的后向散射值，得到准确投影值；S5、遍历所述地距图中的格点，重复进行S2～S4，直至遍历完成。在上述技术方案的基础上，所述步骤S1具体包括以下步骤：S11、以图像成像时刻接收弹在地平面投影位置为原点，速度方向在地面上的投影方向为X轴，竖直方向为Y轴，构件右手坐标系O-XYZ；S12、以收发双站波束中心与XOZ平面的交点A(x0,0,z0)为中心点，根据成像要求图像幅宽M×N，图像几何分辨率ρ，生成M行N列，格长格宽均为ρ的地距图网格。在上述技术方案的基础上，所述步骤S2具体包括以下步骤：S21、任选所述地距图网格中某一格点P；S22、分别计算格点P与发射弹的距离RTp，及格点P与接收弹的距离RRp，得到格点P的双基距离和Rp；S23、分别计算发射弹对格点P的多普勒频率fTp，及接收弹对格点P的多普勒频率fRp，得到格点P的多普勒频率fp。在上述技术方案的基础上，所述格点P位于地距图网格中的第i行第j列，格点P的坐标为发射弹的坐标为(xT,HT,zT)，接收弹的坐标为(0,HR,0)，则格点P与发射弹的距离RTp、格点P与接收弹的距离RRp格点P的双基距离和Rp的计算公式分别为：Rp＝RTp+RRp。在上述技术方案的基础上，所述发射弹的速度矢量为(VTx,VTy,VTz)，接收弹的速度矢量为(VRx,VRy,0)，发射信号的波长为λ，则发射弹的速度矢量与波束中心指向方向的夹角θT、接收弹的速度矢量与波束中心指向方向的夹角θR、发射弹对格点P的多普勒频率fTp、接收弹对格点P的多普勒频率fRp、格点P的多普勒频率fp的计算公式分别为：fTp＝VTcosθT/λ；fRp＝VRcosθR/λ；fp＝fTp+fRp。在上述技术方案的基础上，所述步骤S3具体包括以下步骤：S31、计算格点P的归一化多普勒频率fp′；S32、分别计算格点P在斜距图上的距离行序号rowp、及格点P在斜距图上的方位列序号colp；S32、则格点P在斜距图上的初步投影位置为第rowp行，第colp列。在上述技术方案的基础上，所述收发双站波束中心与XOZ平面的交点A的多普勒频率为fA，则格点P的归一化多普勒频率fp′的计算公式为：fp′＝fp-fA。在上述技术方案的基础上，所述接收弹接收回波波门延迟为τ，采样频率为fs，脉宽为Tp，光速为C，则格点P在斜距图上的距离行序号rowp、格点P在斜距图上的方位列序号colp的计算公式分别为：colp＝fp′Na/fr+Na/2+1。在上述技术方案的基础上，所述步骤S4具体包括以下步骤：S41、选取样本；S42、根据选取的样本进行二维sinc插值，计算所述初步投影位置的后向散射值，得到格点P的准确投影值。在上述技术方案的基础上，所述样本为以斜距图rowp行colp列为中心，(8ρfs/C)行(8ρfs/C)列范围内的样本。与现有技术相比，本专利技术的优点如下：本专利技术紧密结合弹载双基SAR平台的特点，不依赖具体飞行构型，通过在弹载通用双基SAR成像构型下构建地面点与斜距图上点的投影关系，生成弹载双基SAR的地距图，处理方便，运算量较小。附图说明图1是本专利技术实施例的基于弹载双基SAR距离多普勒图像生成地距图的方法的流程图；图2是本专利技术实施例的基于弹载双基SAR距离多普勒图像生成地距图的方法的斜距图；图3是本专利技术实施例的基于弹载双基SAR距离多普勒图像生成地距图的方法的地距图。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步的详细描述。参见图1至图3所示，本专利技术实施例提供一种基于弹载双基SAR距离多普勒图像生成地距图的方法，包括以下步骤：S1、生成地距图网格；本实施例中，步骤S1具体包括以下步骤：S11、以图像成像时刻接收弹在地平面投影位置为原点，速度方向在地面上的投影方向为X轴，竖直方向为Y轴，构件右手坐标系O-XYZ；S12、以收发双站波束中心与XOZ平面的交点A(x0,0,z0)为中心点，根据成像要求图像幅宽M×N，图像几何分辨率ρ，生成M行N列，格长格宽均为ρ的地距图网格。S2、任选所述地距图网格中的某一格点，计算该格点的双基距离和及多普勒频率；本实施例中，步骤S2具体包括以下步骤：S21、任选所述地距图网格中某一格点P；S22、分别计算格点P与发射弹的距离RTp，及格点P与接收弹的距离RRp，得到格点P的双基距离和Rp；格点P位于地距图网格中的第i行第j列，格点P的坐标为发射弹的坐标为(xT,HT,zT)，接收弹的坐标为(0,HR,0)，则格点P与发射弹的距离RTp、格点P与接收弹的距离RRp格点P的双基距离和Rp的计算公式分别为：Rp＝RTp+RRp。S23、分别计算发射弹对格点P的多普勒频率fTp，及接收弹对格点P的多普勒频率fRp，得到格点P的多普勒频率fp。所述发射弹的速度矢量为(VTx,VTy,VTz)，接收弹的速度矢量为(VRx,VRy,0)，发射信号的波长为λ，则发射弹的速度矢量与波束中心指向方向的夹角θT、接收弹的速度矢量与波束中心指向方向的夹角θR、发射弹对格点P的多普勒频率fTp、接收弹对格点P的多普勒频率fRp、格点P的多普勒频率fp的计算公式分别为：fTp＝VTcosθT/λ；fRp＝VRcosθR/λ；fp＝fTp+fRp。S3、计算该格点在斜距图中的初步投影位置；本实施例中，步骤S3具体包括以下步骤：S31、计算格点P的归一化多普勒频率fp′；所述收发双站波束本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于弹载双基SAR距离多普勒图像生成地距图的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、生成地距图网格；S2、任选所述地距图网格中的某一格点，计算该格点的双基距离和及多普勒频率；S3、计算该格点在斜距图中的初步投影位置；S4、计算所述初步投影位置的后向散射值，得到准确投影值；S5、遍历所述地距图中的格点，重复进行S2～S4，直至遍历完成。

【技术特征摘要】
1.一种基于弹载双基SAR距离多普勒图像生成地距图的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、生成地距图网格；S2、任选所述地距图网格中的某一格点，计算该格点的双基距离和及多普勒频率；S3、计算该格点在斜距图中的初步投影位置；S4、计算所述初步投影位置的后向散射值，得到准确投影值；S5、遍历所述地距图中的格点，重复进行S2～S4，直至遍历完成。2.如权利要求1所述的基于弹载双基SAR距离多普勒图像生成地距图的方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括以下步骤：S11、以图像成像时刻接收弹在地平面投影位置为原点，速度方向在地面上的投影方向为X轴，竖直方向为Y轴，构件右手坐标系O-XYZ；S12、以收发双站波束中心与XOZ平面的交点A(x0,0,z0)为中心点，根据成像要求图像幅宽M×N，图像几何分辨率ρ，生成M行N列，格长格宽均为ρ的地距图网格。3.如权利要求2所述的基于弹载双基SAR距离多普勒图像生成地距图的方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括以下步骤：S21、任选所述地距图网格中某一格点P；S22、分别计算格点P与发射弹的距离RTp，及格点P与接收弹的距离RRp，得到格点P的双基距离和Rp；S23、分别计算发射弹对格点P的多普勒频率fTp，及接收弹对格点P的多普勒频率fRp，得到格点P的多普勒频率fp。4.如权利要求3所述的基于弹载双基SAR距离多普勒图像生成地距图的方法，其特征在于，所述格点P位于地距图网格中的第i行第j列，格点P的坐标为发射弹的坐标为(xT,HT,zT)，接收弹的坐标为(0,HR,0)，则格点P与发射弹的距离RTp、格点P与接收弹的距离RRp格点P的双基距离和Rp的计算公式分别为：Rp＝RTp+RRp。5.如权利要求4所述的基于弹载双基SAR距离多普勒图像生成地距图的方法，其特征在于，所述发射弹的速度矢量为(VTx,VTy,VTz)，接...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗雪平，吴丰阳，沈志，胡奇，杨凯新，陈术涛，王春联，闫士杰，蔡昔，
申请(专利权)人：湖北航天技术研究院总体设计所，
类型：发明
国别省市：湖北,42