一种基于SBRIM算法的多基线层析SAR三维成像方法技术

本发明专利技术公开了一种基于SBRIM算法的多基线层析SAR三维成像方法，它是通过将SBRIM算法引入到多基线层析SAR三维成像中，首先通过对每个航过获取的数据进行距离‑方位二维SAR成像，然后对得到的SAR成像进行图像配准，获取观测向量；根据层析向信号测量模型得到测量矩阵，初始化SBRIM算法参数，计算对角矩阵；然后估计散射系数向量和估计噪声功率，最后判断是否符合迭代终止条件，直至达到终止条件结束操作重建出高度向信号，得到三维成像结果。与传统稀疏重构算法而言，本发明专利技术不仅能够保持传统算法在稀疏航过分布下三维成像的优势，而且减少算法参数数量，提高层析向分辨率，在较少观测数据下，能重构出三维图像，提高信号稀疏重构的精度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于SBRIM算法的多基线层析SAR三维成像方法
：本专利技术属于雷达
，它特别涉及层析合成孔径雷达中三维成像
技术背景：合成孔径雷达(SyntheticApertureRadar,SAR)是一种高分辨率雷达，其可以全天候、全天时地获取地面目标的二维高分辨率图像。传统的SAR成像技术无法获取观测空间三维信息，在成像过程中存在遮挡、空间模糊和顶底倒置等问题，因此三维成像已经成为SAR成像技术发展的迫切要求。多基线层析SAR三维成像技术是传统二维SAR成像技术的扩展，其通过多次航过飞行获取的SAR图像序列在层析向上进行孔径合成，从而将传统SAR成像扩展到第三维，得到层析向上的分辨率，实现对场景的三维成像。多基线层析SAR得到各个领域的广泛关注和应用，已成为国内外SAR技术研究的热点。在层析SAR成像处理中，为实现高分辨率三维成像，其获取的数据必须满足采样定理，然而实际情况下可能导致航过数量不够或者非均匀，传统的三维成像方法很难满足实际需求。为了解决这一问题，R.Bamler、XX.Zhu、A.Budillon等人将压缩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于SBRIM算法的多基线层析SAR三维成像方法，其特征是它包括以下步骤：/n步骤1、初始化多基线层析SAR系统参数/n初始化多基线层析SAR系统参数包括：航过次数，记为N；垂直基线，记为b

【技术特征摘要】
1.一种基于SBRIM算法的多基线层析SAR三维成像方法，其特征是它包括以下步骤：
步骤1、初始化多基线层析SAR系统参数
初始化多基线层析SAR系统参数包括：航过次数，记为N；垂直基线，记为b⊥n，平行基线，记为b||n，n＝1,2,…,N，其中N为航过次数；雷达发射信号载频为fc；雷达发射信号的调频斜率为fdr；雷达系统的脉冲重复频率为PRF；雷达发射信号带宽记做Br；电磁波在空气中的传播速度记做C；距离向快时刻记做t，t＝1,2,…,T，T为距离向快时刻总数，方位向慢时刻记做l，l＝1,2,…,K，K为方位向慢时刻总数；上述参数均为SAR系统标准参数，在多基线层析SAR观测方案设计中已经确定；根据多基线层析SAR成像系统方案和观测方案，SAR成像方法需要的初始化成像系统参数均为已知；
步骤2：初始化多基线层析SAR的观测场景目标空间参数
初始化多基线层析SAR的观测场景目标空间参数包括：以雷达波束照射区域地平面和垂直于该地平面向上的单位向量所构成的空间直角坐标系作为多基线层析SAR的观测场景目标空间Ω，Ω为Mx×My×Mz像素；将观测场景目标空间Ω均匀划分为大小相等的立体单元网格，称为分辨单元，立体单元网格在水平横向、水平纵向和高度向边长分别记为dx，dy和dz，观测场景目标空间在水平横向、水平纵向和高度向单元网格数分别为Mx,My和Mz，单元网格大小为多基线层析SAR系统传统理论成像分辨率；水平横向和水平纵向构成二维平面成像空间，在二维平面维成像空间上第t个等距离立体单元网格第m个元素的位置，记做其中m＝(my-1)Mx+mx＝1,…,M，M为二维平面维成像空间的第t个等距离立体单元网格高度向立体单元网格总数，M＝Mx·My，mx＝1,…,Mx，my＝1,…,My，t＝1,…,T，T为步骤1中初始化得到距离向快时刻总数；
将观测场景目标空间中第t个等距离立体单元网格第m个元素的散射系数记为m＝1,2,…,M，t＝1,2,…,T；采用公式计算得到散射系数矩阵，记做δ，散射系数矩阵δ由M行T列组成，其中T为步骤1中初始化得到的距离向快时刻总数，M为二维平面维成像空间的第t个等距离立体单元网格阵列向立体单元网格总数，M＝Mx·My；根据多基线层析SAR基于SBRIM算法的SAR成像方法处理方案，本发明所需的初始化多基线层析SAR的观测场景目标空间参数均为已知；
步骤3、生成原始回波数据，并对每个航过获取的回波数据进行距离-方位二维SAR成像
在第l个方位向慢时刻和第t个距离向快时刻中多基线SAR第n个航过的原始回波数据记做s(t,l,n)，t＝1,2,…,T，l＝1,2,…,K，n＝1,2,…,N，其中T为步骤1中初始化得到的距离向快时刻总数，t为距离向快时刻，K为步骤1中初始化得到的方位向慢时刻总数，l为方位向慢时刻，N为步骤1中初始化得到的航过总数，n为各航过序号；在多基线层析SAR实际成像中，原始回波数据s(t,l,n)由数据接收机提供；
采用标准二维SAR成像方法对原始回波数据s(t,l,n)进行距离-方位二维SAR成像，得到各航过的图像数据t＝1,2,…,T，l＝1,2,…,K，n＝1,2,…,N，其中T为步骤1中初始化得到的距离向快时刻总数，t为距离向快时刻，K为步骤1中初始化得到的方位向慢时刻总数，l为方位向慢时刻，N为步骤1中初始化得到的航过总数，n为航过序号；
步骤4、对得到的SAR成像进行图像配准，并进行去斜处理，得到观测向量
采用传统的图像配准方法对步骤3中各航过获取的图像序列进行配准，使得同一距离-方位单元对应目标场景中的同一散射点，得到配准后的图像序列h(t,l,n)，t＝1,2,…,T，l＝1,2,…,K，n＝1,2,…,N，其中T为步骤1中初始化得到的距离向快时刻总数，t为距离向快时刻，K为步骤1中初始化得到的方位向慢时刻总数，l为方位向慢时刻，N为步骤1中初始化得到的航过总数，n为...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓玲，陈益飞，张星月，师君，韦顺军，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51