一种基于脉冲编码实现长基线同步干涉SAR的方法技术

本发明专利技术提供了基于脉冲编码实现长基线同步干涉SAR的方法，对雷达回波数据进行距离向解算处理，恢复分离对应不同发射通道的雷达回波数据，再对不同发射通道的雷达回波数据分别进行方位向解算处理，恢复分离对应不同接收通道的雷达回波数据，得到两种发射通道和接收通道组合的雷达回波数据，即A发A收、B发B收的两种干涉SAR回波数据；对干涉SAR回波数据进行SAR成像处理和干涉处理，得到InSAR高程图。本发明专利技术实现了等效长干涉基线方案。

A Method of Long Baseline Synchronized Interferometric SAR Based on Pulse Coding

The invention provides a method for realizing long baseline synchronous interferometric SAR based on pulse coding. The radar echo data are processed in range direction, the radar echo data corresponding to different transmitting channels are recovered and separated, and then the radar echo data corresponding to different transmitting channels are processed in azimuth direction, the radar echo data corresponding to different receiving channels are recovered and separated, and two kinds of transmitters are obtained. Radar echo data composed of channels and receiving channels, i.e. two kinds of interferometric SAR echo data received by A and B, are processed by SAR imaging and interferometry to obtain InSAR elevation map. The invention realizes an equivalent long interference baseline scheme.

【技术实现步骤摘要】
一种基于脉冲编码实现长基线同步干涉SAR的方法
本专利技术涉及雷达
，具体涉及一种基于脉冲编码实现长基线同步干涉SAR的方法。
技术介绍
合成孔径雷达(SAR)是一种高分辨率微波成像雷达，可以对地面目标进行高分辨率的探测，并且具有全天候、全天时的优势。干涉合成孔径雷达(InSAR)在具有全天候、全天时成像能力的同时，能够测量目标高程，获取区域数字高程地图，因此，InSAR广泛地应用在地形测绘、地表形变监测等领域，在光学测绘受限地区的测绘和应急测绘等应用领域，具有不可替代的作用。干涉基线长度是影响干涉SAR高程精度的关键因素，安装在小型飞行平台的干涉SAR系统，其干涉基线长度受限于飞行平台的安装条件，为了提高高程精度，可以采用多个天线同时发射、同时对应接收的等效增加干涉基线长度的等效长干涉基线方案，然而，传统的干涉SAR系统实现方法，无法在保障信号干涉的前提下，区分出不同天线发射信号的回波信号，无法实现等效长干涉基线方案。因此，为了使干涉SAR系统在小型飞行平台上实现更高的高程精度，在本领域存在以下需求：改变传统干涉SAR的系统体制，使之能够适用于实现等效长干涉基线方案。
技术实现思路
鉴于上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种基于脉冲编码实现长基线同步干涉SAR的方法，利用连续脉冲编码，实现等效长干涉基线方案，并可以将传统的干涉SAR多通道接收系统合并为单通道接收实现。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：根据本专利技术的一个方面，还提供了一种基于脉冲编码实现长基线同步干涉SAR的方法，包括以下步骤：发射采用两个发射通道，包括A发射通道和B发射通道，两个发射通道同时发射具有不同连续脉冲编码的两种多脉冲组；或发射采用一个发射机和两个发射天线，包括A发射天线和B发射天线，两个发射天线切换发射具有不同连续脉冲编码的两种多脉冲组；A接收天线和B接收天线在连续脉冲编码组的发射间隙同时接收雷达回波信号；两路接收信号中的一路进行移相编码，然后与另一路接收信号合路，形成一路接收信号；或两路接收信号分别进行移相编码，然后合路，形成一路接收信号；形成的一路接收信号进入单通道接收机，经数模变化形成雷达回波数据；对回波数据进行距离向解算处理，恢复得到分离的对应不同发射通道的两种雷达回波数据；再对不同发射通道的雷达回波数据分别进行方位向解算处理，恢复分离对应不同接收通道的雷达回波数据，得到两种发射通道和接收通道组合的雷达回波数据，即A发A收、B发B收两种干涉SAR回波数据；对干涉SAR回波数据进行SAR成像处理和干涉处理，得到InSAR高程图。在本专利技术的某些实施例中，所述两个发射通道同时发射具有不同脉冲编码的两种多脉冲组，在信号发射时，两种多脉冲组在时间上不重叠。在本专利技术的某些实施例中，所述两路接收信号中的一路进行移相编码，是对一路接收信号按脉冲组的编码间隔，进行相位编码。在本专利技术的某些实施例中，所述两路接收信号分别进行移相编码，是对两路接收信号按脉冲组的编码间隔，分别进行相位编码。在本专利技术的某些实施例中，所述再对不同发射通道的雷达回波数据分别进行方位向解算处理，将位于不同子空间对应不同接收通道的雷达信号单独分离出来，恢复得到代表不同接收通道的雷达回波数据。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种基于脉冲编码实现长基线同步干涉SAR的系统，包括：激励信号模块，用于产生采用子带交错和时间交错进行编码的两种多脉冲组，分别输入到第一发射机和第二发射机。第一发射机和第二发射机，用于放大两种多脉冲组，并分别通过两个环形器输出到A天线和B天线。A天线，用于发射A天线编码信号，接收A天线发射信号产生的回波信号和B天线发射信号产生的回波信号。B天线，用于发射B天线编码信号，接收A天线发射信号产生的回波信号和B天线发射信号产生的回波信号。移相器，用于对通过环形器的A天线接收信号或B天线接收信号进行移相编码。合路器，用于将一路移相编码后的接收信号和另一路接收信号合成一路信号。接收机，用于接收合路后的接收信号。数据采集模块，用于对接收机输出的信号进行数字化。成像处理和干涉处理模块，用于对雷达回波数据进行信号恢复处理、成像处理和干涉处理；信号恢复处理包括对雷达回波数据进行距离向解算处理，恢复分离对应不同发射通道的雷达回波数据，再对不同发射通道的雷达回波数据分别进行方位向解算处理，恢复分离对应不同接收通道的雷达回波数据，得到两种发射通道和接收通道组合的雷达回波数据，即A发A收、B发B收的两种干涉SAR回波数据；对干涉SAR回波数据进行SAR成像处理和干涉处理，得到InSAR高程图。在本专利技术的某些实施例中，采用两个移相器代替一个移相器，分别为第一移相器和第二移相器，第一移相器对A天线接收信号进行移相编码，第二移相器对B天线接收信号进行移相编码；合路器将移相编码后的一路接收信号和另一路接收信号合成一路信号。在本专利技术的某些实施例中，采用一个发射机和一个切换开关代替两个发射机，由于A天线发射编码脉冲组和B天线发射编码脉冲组在时间上是错开的，通过切换开关在时间上控制激励信号模块、发射机输出的子脉冲分别发送到A天线和B天线，实现两种多脉冲组分别在两个天线发射。从上述技术方案可以看出，本专利技术基于脉冲编码实现长基线同步干涉SAR的方法至少具有以下有益效果其中之一：(1)能够在信号同步接收的前提下，区分出不同天线发射信号的回波信号，实现等效长干涉基线方案；(2)只需要单接收通道，降低了设计难度，简化了系统实现；(3)消除了多通道系统接收通道不一致问题。附图说明通过以下结合附图的说明，并且随着对本专利技术的更全面了解，本专利技术的其他目的和效果将变得更加清楚和易于理解，其中：图1是传统干涉SAR成像几何关系示意图。图2是传统干涉SAR系统结构示意图。图3是本专利技术第一实施例基于脉冲编码实现长基线同步干涉SAR的系统的结构示意图。图4是本专利技术第一实施例基于脉冲编码实现长基线同步干涉SAR的系统的工作原理示意图。图5是本专利技术第一实施例基于脉冲编码实现长基线同步干涉SAR的系统的发射编码示意图。图6是本专利技术第一实施例基于脉冲编码实现长基线同步干涉SAR的系统的接收编码示意图。图7是本专利技术第二实施例基于脉冲编码实现长基线同步干涉SAR的系统的结构示意图。图8是本专利技术第三实施例基于脉冲编码实现长基线同步干涉SAR的系统的结构示意图。图9是本专利技术第四实施例基于脉冲编码实现长基线同步干涉SAR的系统的结构示意图。具体实施方式在对本专利技术进行详细说明之前，先介绍一下传统干涉SAR的成像原理及系统结构。如图1所示，A和B分别表示干涉SAR天线的位置，H表示干涉SAR的高度，P表示地面一目标点，P到天线A的斜距用R1表示，P到天线B的斜距用R2表示，h表示被测目标点P的地形高度。天线A和天线B之间的长度为干涉基线长度，在成像视角、干涉基线倾角和相对高度确定的情况下，干涉基线长度是影响高程精度最为重要的因素。传统干涉SAR在工作时，采用单天线发射，多天线接收。等效长干涉基线方案采用多天线发射，多天线对应接收，这种方案的干涉基线长度为传统干涉SAR方案的干涉基线长度的两倍。如图2所示，传统干涉SAR的系统包括1个发射机；2部收发天线，分别为A收发天线和B收发天线；2个接收机；2个数据采集模块；发射本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于脉冲编码实现长基线同步干涉SAR的方法，其特征在于，包括以下步骤：发射采用两个发射通道，包括A发射通道和B发射通道，两个发射通道同时发射具有不同连续脉冲编码的两种多脉冲组；或发射采用一个发射机和两个发射天线，包括A发射天线和B发射天线，两个发射天线切换发射具有不同连续脉冲编码的两种多脉冲组；A接收天线和B接收天线在连续脉冲编码组的发射间隙同时接收雷达回波信号；两路接收信号中的一路进行移相编码，然后与另一路接收信号合路，形成一路接收信号；或两路接收信号分别进行移相编码，然后合路，形成一路接收信号；形成的一路接收信号进入单通道接收机，经数模变化形成雷达回波数据；对回波数据进行距离向解算处理，恢复得到分离的对应不同发射通道的两种雷达回波数据；再对不同发射通道的雷达回波数据分别进行方位向解算处理，恢复分离对应不同接收通道的雷达回波数据，得到两种发射通道和接收通道组合的雷达回波数据，即A发A收、B发B收两种干涉SAR回波数据；对干涉SAR回波数据进行SAR成像处理和干涉处理，得到InSAR高程图。

【技术特征摘要】
1.一种基于脉冲编码实现长基线同步干涉SAR的方法，其特征在于，包括以下步骤：发射采用两个发射通道，包括A发射通道和B发射通道，两个发射通道同时发射具有不同连续脉冲编码的两种多脉冲组；或发射采用一个发射机和两个发射天线，包括A发射天线和B发射天线，两个发射天线切换发射具有不同连续脉冲编码的两种多脉冲组；A接收天线和B接收天线在连续脉冲编码组的发射间隙同时接收雷达回波信号；两路接收信号中的一路进行移相编码，然后与另一路接收信号合路，形成一路接收信号；或两路接收信号分别进行移相编码，然后合路，形成一路接收信号；形成的一路接收信号进入单通道接收机，经数模变化形成雷达回波数据；对回波数据进行距离向解算处理，恢复得到分离的对应不同发射通道的两种雷达回波数据；再对不同发射通道的雷达回波数据分别进行方位向解算处理，恢复分离对应不同接收通道的雷达回波数据，得到两种发射通道和接收通道组合的雷达回波数据，即A发A收、B发B收两种干涉SAR回波数据；对干涉SAR回波数据进行SAR成像处理和干涉处理，得到InSAR高程图。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述两个发射通道同时发射具有不同脉冲编码的两种多脉冲组，在信号发射时，两种多脉冲组在时间上不重叠。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述两路接收信号中的一路进行移相编码，是对一路接收信号按脉冲组的编码间隔，进行相位编码。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述两路接收信号分别进行移相编码，是对两路接收信号按脉冲组的编码间隔，分别进行相位编码。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述再对不同发射通道的雷达回波数据分别进行方位向解算处理，将位于不同子空间对应不同接收通道的雷达信号单独分离出来，恢复得到代表不同接收通道的雷达回波数据。6.一种基于脉冲编码实现长基线同步干涉SAR的系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王岩飞，李和平，韩松，
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