机载多通道SAR成像处理方法、装置和计算机设备制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种机载多通道SAR成像处理方法，包括：获取SAR的成像参数、回波数据和载机的惯导数据，根据惯导数据计算载机的运动误差；根据成像参数和运动误差，对回波数据进行通道间的幅度误差、相位误差和空不变运动误差补偿，得到补偿回波信号；根据成像参数对补偿回波信号进行方位向重构滤波，得到距离多普勒域信号；获取第一补偿因子，根据距离多普勒域信号和第一补偿因子得到第一信号；对第一信号进行距离向傅里叶变换，和第二补偿因子相乘并进行距离向傅里叶逆变换得到第四信号；对第四信号在二维时域补偿空变运动误差得到第七信号；获取第三补偿因子，与第七信号相乘并进行方位向傅里叶逆变换得到处理后的SAR图像。

Airborne Multi-Channel SAR Imaging Processing Method, Equipment and Computer Equipment

【技术实现步骤摘要】
机载多通道SAR成像处理方法、装置和计算机设备
本专利技术涉及信号处理领域，特别是涉及一种机载多通道SAR成像处理方法、装置和计算机设备。
技术介绍
SAR(SyntheticApertureRadar,机载合成孔径雷达)是一种高分辨率成像雷达，多通道SAR成像技术可以实现高分辨率宽覆盖成像。然而，多个接收子天线之间的相位和幅度误差会在最终成像结果中引入虚假目标，严重影响成像质量，此外受气流和飞机控制系统的影响，会生成较大的运动误差，因此需要对各个通道的回波数据进行幅度和误差校正，并且进行运动补偿。传统的基于惯导数据的运动补偿方法，第一步补偿参考斜距处的误差，第二步补偿随斜距变化的误差。对于多通道机载SAR数据来说，多个通道的回波数据共用一个惯导数据，在进行第一步补偿时，可以认为各个通道的运动误差相同，然而在回波重构之后，有几个通道的回波数据，方位向数据就变为原来的几倍，原始运动误差信息不再适用，因此传统的运动补偿方法得到的成像质量不够高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种机载多通道SAR成像处理方法、装置、计算机设备和可读存储介质，可以有效提高SAR成像质量。本专利技术的目的通过如下技术方案实现：一种机载多通道SAR成像处理方法，方法包括：获取SAR的成像参数、回波数据和载机的惯导数据，根据惯导数据计算载机的运动误差；根据成像参数和运动误差，对回波数据进行补偿通道间的幅度误差和相位误差，并进行补偿空不变运动误差，得到补偿回波信号；根据成像参数对补偿回波信号进行方位向重构滤波，得到距离多普勒域信号；获取第一补偿因子，根据距离多普勒域信号和第一补偿因子得到第一信号；对所述第一信号进行距离向傅里叶变换，获取第二补偿因子，将所述第一信号与所述第二补偿因子相乘并进行距离向傅里叶逆变换得到第四信号；对所述第四信号在二维时域补偿空变运动误差得到第七信号；获取第三补偿因子，将所述第三补偿因子与所述第七信号相乘并进行方位向傅里叶逆变换得到处理后的SAR图像。一种机载多通道SAR成像处理装置，装置包括：运动误差获取模块，用于获取SAR的成像参数、回波数据和载机的惯导数据，根据惯导数据计算载机的运动误差；补偿回波信号获取模块，用于根据成像参数和运动误差，对回波数据进行补偿通道间的幅度误差和相位误差，并进行补偿空不变运动误差，得到补偿回波信号；第一信号获取模块，用于根据成像参数对补偿回波信号进行方位向重构滤波，得到距离多普勒域信号；获取第一补偿因子，根据距离多普勒域信号和第一补偿因子得到第一信号；第四信号获取模块，用于对所述第一信号进行距离向傅里叶变换，获取第二补偿因子，和将所述第一信号与所述第二补偿因子相乘并进行距离向傅里叶逆变换得到第四信号第七信号获取模块，用于对所述第四信号在二维时域补偿空变运动误差得到第七信号；SAR处理图像获取模块，用于获取第三补偿因子，将所述第三补偿因子与所述第七信号相乘并进行方位向傅里叶逆变换得到处理后的SAR图像。一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时上述步骤。一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述步骤。本专利技术提供的机载多通道SAR成像处理方法，其获取SAR的成像参数、回波数据和载机的惯导数据，根据所述惯导数据计算载机的运动误差；根据所述成像参数和所述运动误差，对所述回波数据进行补偿通道间的幅度误差和相位误差，并进行补偿空不变运动误差，得到补偿回波信号；根据所述成像参数对所述补偿回波信号进行方位向重构滤波，得到距离多普勒域信号；获取第一补偿因子，根据所述距离多普勒域信号和所述第一补偿因子得到第一信号；对所述第一信号进行距离向傅里叶变换，获取第二补偿因子，将所述第一信号与所述第二补偿因子相乘并进行距离向傅里叶逆变换得到第四信号；对所述第四信号在二维时域补偿空变运动误差得到第七信号；获取第三补偿因子，将所述第三补偿因子与所述第七信号相乘并进行方位向傅里叶逆变换得到处理后的SAR图像，可以有效提高SAR成像质量。附图说明图1为一个实施例中机载多通道SAR成像处理方法的应用环境图；图2为一个实施例中机载多通道SAR成像处理方法的流程示意图；图3为一个实施例中机载SAR空间几何模型示意图；图4为一个实施例中机载SAR运动误差示意图；图5为一个实例中不采用运动补偿和幅相误差补偿的情况下回波数据的频谱图；图6为一个实例中经过运动补偿和幅相误差补偿后回波数据的频谱图；图7为另一个实施例中机载多通道SAR成像处理装置的结构框图；图8为一个实施例中计算机设备的内部结构图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本专利技术，并不限定本专利技术的保护范围。本申请提供的机载多通道SAR成像处理方法可以应用于如图1所示的应用环境中。该应用环境包括服务器，服务器获取SAR的成像参数、回波数据和载机的惯导数据，根据所述惯导数据计算载机的运动误差；根据所述成像参数和所述运动误差，对所述回波数据进行补偿通道间的幅度误差和相位误差，并进行补偿空不变运动误差，得到补偿回波信号；根据所述成像参数对所述补偿回波信号进行方位向重构滤波，得到距离多普勒域信号；获取第一补偿因子，根据所述距离多普勒域信号和所述第一补偿因子得到第一信号；服务器对所述第一信号进行距离向傅里叶变换，获取第二补偿因子，将所述第一信号与所述第二补偿因子相乘并进行距离向傅里叶逆变换得到第四信号；服务器对所述第四信号在二维时域补偿空变运动误差得到第七信号；服务器获取第三补偿因子，将所述第三补偿因子与所述第七信号相乘并进行方位向傅里叶逆变换得到处理后的SAR图像。其中，服务器可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。在一个实施例中，如图2所示，提供了一种机载多通道SAR成像处理方法，包括以下步骤：步骤S101，获取SAR的成像参数、回波数据和载机的惯导数据，根据惯导数据计算载机的运动误差。其中，成像参数包括载波波长λ，信号脉宽Tp，信号带宽BW，采样率fs，脉冲重复频率fprf，波束中心下视角θc，斜视角采样器起始时刻Tstart，载机高度h，方位向脉冲数Na，距离向点数Nr，通道数m，载机速度v，各子天线相位中心与参考天线相位中心的距离xi，i＝0,1,2,...,m-1；每个通道的回波数据Si(τK,tL)，i＝0,1,2,3，K＝0,1,...,Nr-1，L＝0,1,2,...,Na-1；惯导数据包括载机东向速度载机北向速度载机天向度在具体实施过程中，多通道成像时，一个发射天线发射脉冲，多个接收天线同时接收脉冲，根据数据存储格式，读取原始数据文件，得到成像参数，回波数据和载机的惯导数据。步骤S102，根据成像参数和运动误差，对回波数据进行补偿通道间的幅度误差和相位误差，并进行补偿空不变运动误差，得到补偿回波信号。其中，多通道机载SAR为单天线发射脉冲，多天线接收脉冲，惯导数据记录下了每个发射脉冲时的飞行速度，包括载机的东北天速度在具体实施过程中，采用幅度均衡的方法对幅度误差进行估计，采用ESPRIT法对相位误差进行估计；对于各个通道的回波数据来说，同一个方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机载多通道SAR成像处理方法，其特征在于，所述方法包括：获取SAR的成像参数、回波数据和载机的惯导数据，根据所述惯导数据计算载机的运动误差；根据所述成像参数和所述运动误差，对所述回波数据进行补偿通道间的幅度误差和相位误差，并进行补偿空不变运动误差，得到补偿回波信号；根据所述成像参数对所述补偿回波信号进行方位向重构滤波，得到距离多普勒域信号；获取第一补偿因子，根据所述距离多普勒域信号和所述第一补偿因子得到第一信号；对所述第一信号进行距离向傅里叶变换，获取第二补偿因子，将所述第一信号与所述第二补偿因子相乘并进行距离向傅里叶逆变换得到第四信号；对所述第四信号在二维时域补偿空变运动误差得到第七信号；获取第三补偿因子，将所述第三补偿因子与所述第七信号相乘并进行方位向傅里叶逆变换得到处理后的SAR图像。

【技术特征摘要】
1.一种机载多通道SAR成像处理方法，其特征在于，所述方法包括：获取SAR的成像参数、回波数据和载机的惯导数据，根据所述惯导数据计算载机的运动误差；根据所述成像参数和所述运动误差，对所述回波数据进行补偿通道间的幅度误差和相位误差，并进行补偿空不变运动误差，得到补偿回波信号；根据所述成像参数对所述补偿回波信号进行方位向重构滤波，得到距离多普勒域信号；获取第一补偿因子，根据所述距离多普勒域信号和所述第一补偿因子得到第一信号；对所述第一信号进行距离向傅里叶变换，获取第二补偿因子，将所述第一信号与所述第二补偿因子相乘并进行距离向傅里叶逆变换得到第四信号；对所述第四信号在二维时域补偿空变运动误差得到第七信号；获取第三补偿因子，将所述第三补偿因子与所述第七信号相乘并进行方位向傅里叶逆变换得到处理后的SAR图像。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述惯导数据包括载机速度，所述载机速度包括东向速度、北向速度和天向速度；所述根据所述惯导数据计算载机的运动误差，包括：通过预设的均值滤波对所述载机速度进行平滑处理，得到预处理速度；对所述预处理速度积分得到载机位置，根据所述载机位置得到运动误差位置坐标，对所述运动误差位置坐标进行坐标系转换，得到所述载机的运动误差。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述成像参数和所述运动误差，对所述回波数据进行补偿通道间的幅度误差和相位误差，并进行补偿空不变运动误差，得到补偿回波信号，包括：根据所述成像参数和所述回波数据，获取通道补偿因子；根据所述通道补偿因子和所述回波数据计算得到通道补偿回波信号；获取空不变补偿因子，对各个通道的通道补偿回波信号进行距离向傅里叶变换得到距离频域回波信号；根据所述距离频域回波信号和所述空不变补偿因子获取所述补偿回波信号。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述成像参数和所述回波数据，获取通道补偿因子，包括：根据所述成像参数和所述回波数据，计算每一个通道信号的平均幅度；获取通道的相位误差，根据所述平均幅度和所述相位误差计算通道补偿因子。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述成像参数对所述补偿回波信号进行方位向重构滤波，得到距离多普勒域信号；获取第一补偿因子，根据所述距离多普勒域信号和所述第一补偿因子得到第一信号，包括：根据所述成像参数构造重构滤波器，根据所述重构滤波器对所述补偿回波信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈杰，郭嘉仪，杨威，李春升，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11