本发明专利技术提供了基于逆变尺度傅立叶变换的一种移变模式双基地合成孔径雷达成像方法，它是针对移变模式双基地合成孔径雷达分辨率随时间变化的特点，采用变尺度傅立叶变换技术消除移变模式双基地合成孔径雷达分辨率随时间变化对移变模式双基地合成孔径雷达成像不利的影响，从而以较小的运算量实现了对移变模式双基地合成孔径雷达成像。本发明专利技术解决了移变模式双基地合成孔径雷达成像的问题，它具有利用较小的运算量实现了移变模式双基地合成孔径雷达成像的特点。本发明专利技术可以应用于合成孔径雷达成像、地球遥感等领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于雷达
，它特别涉及合成孔径雷达(SAR)成像技术中基 于变尺度逆傅立叶变换的移变模式双基地合成孔径雷达成像方法。技术背景-双基地合成孔径雷达(Bistatic SAR)是将接收机和发射机分别安装在不同 的运动平台上的一种新型合成孔径雷达系统。双基地合成孔径雷达不但保持了合 成孔径雷达系统的高分辨率特性，还提高了雷达系统的灵活性，抗干扰能力及生 存能力，成了最近合成孔径雷达领域的研究热点。根据本人了解以及巳发表的文 献，例如Brian D. Righling, Member, IEEE, Randolph L. Moses. "Motion Measurement Errors and Autofocus in Bistatic SAR". IEEE Trans on Image processing. Vol. 15, No. 4. Apr. 2006; Yates, B, Home, A.M., and Blake, A.P.: "Bistatic SAR image formation". Euro, Conf. on Synthetic Aperture Radar(EU SAR，04), Ulm, Germany, May 2004, pp. 581-584。一般地，双基地合成孔径雷达系统可以分成两类移不变双基地合成孔径雷 达系统和移变双基地合成孔径雷达系统。对于移不变双基地合成孔径雷达系统， 发射机和接收机有相同的速度，其工作原理可近似为单基地系统，传统的合成孔 径雷达成像方法，例如距离一多普勒算法、波数域算法及后向投影算法，通过 简单的改进都可以实现此类模式合成孔径雷达成像。但对移变双基地合成孔径雷 达系统，发射/接收系统的几何关系随时间变化，基于线性时不变假设的合成孔 径雷达成像方法，如，距离一多普勒算法、波数域算法，不能满足此类双基地合 成孔径雷达成像的要求；另外，即使实现了移变双基地合成孔径雷达成像点目标 成像，移变双基地合成孔径雷达成像距离向和方位向坐标系的非正交性仍不可避 免的导致移变双基地合成孔径雷达图像失真。目前可行的移变双基地合成孔径雷 达成像算法只有后向投影算法，但该算法运算量庞大，难以满足合成孔径雷达成 像处理的要求。
技术实现思路
为了克服移变双基地合成孔径雷达缺乏有效成像方法的问题，本专利技术提供了 ，其特点史利用较小的运算量实现了 移变模式双基地合成孔径雷达成像。为了方便描述本专利技术的内容，首先作以下术语定义定义l、双基地合成孔径雷达(BistaticSAR)双基地合成孔径雷达是指雷达发射系统和接收系统分别安装在不同运动平 台上的合成孔径雷达，其中，安装发射系统的平台称作发射平台，安装接收系统 的平台称作接收平台。定义2、移变模式双基地合成孔径雷达广义上讲，移变模式双基地合成孔径雷达是指安装发射系统和接收系统的平 台在数据采集过程中相对位置发生变化的合成孔径雷达系统。但实际情况下，发射平台和接收平台的运动轨迹总保持匀速直线运动。因此， 本专利技术中定义"移变模式双基地合成孔径雷达"是指发射系统平台和接收系统平 台的运动轨迹，在数据采集过程中，总保持匀速直线运动的广义移变模式双基地 合成孔径雷达。定义3合成孔径雷达标准距离压縮方法合成孔径雷达标准距离压縮方法是指利用合成孔径雷达发射参数，主要包 括采用以下公式生成参考信号，并采用匹配滤波技术对合成孔径雷达的距离向 信号进行滤波的过程。<formula>formula see original document page 7</formula>其中， f(t)为参考函数，B为雷达发射基带信号的信号带宽，？;为雷达发射信号脉冲宽度，,为自变量，取值范围从-二到5i，详见文献"雷达成像技术"，保铮等编著，电子工业出版社出版。定义4合成孔径雷达成像空间合成孔径雷达成像空间是指合成孔径雷达成像方法将三维现实空间中的散 射点投影到的二维平面空间，该空间由合成孔径雷达成像空间中的两个相互正交 的坐标基确定，目前典型合成孔径雷达的成像空间包括距离一方位向投影空间和 地面投影空间。定义5合成孔径雷达成像场景中心合成孔径雷达成像场景中心是指合成孔径雷达成像空间中的坐标原点。 定义6变尺度逆傅立叶变换变尺度逆傅立叶变换是指在进行传统意义的逆傅立叶变换的过程中，根据方 法的需要，动态改变逆傅立叶变换点数的改进型逆傅立叶变换。由于逆傅立叶变 换的分辨率与逆傅立叶变换点数成正比，采用变尺度逆傅立叶变换可以根据本专利技术方法的需要校正移变模式双基地合成孔径雷达分辨率的时变特性。 定义7内积内积是一种定义在三维向量空间中的运算，其计算公式如下，<formula>formula see original document page 8</formula> 其中，S和^表示三维向量空间中的任意两个向量， <;;>表示向量；和^的 内积，；c, ， ；c2和x3表示向量5的分量，y, ， a和力表示向量7的分量。本专利技术提供的，它包括以下几个 步骤步骤一、定义合成孔径雷达成像空间及初始化成像系统参数； 合成孔径雷达成像空间由合成孔径雷达成像空间中的两个相互正交的坐标 基确定，定义与发射平台速度方向平行并在地平面内的单位向量作为合成孔径雷达成像空间的第一个坐标基，记做《；定义在地平面内，并与合成孔径雷达成像 空间的第一个坐标基《垂直的单位向量作为合成孔径雷达成像空间的第二个坐标基，记做《；初始化成像系统参数包括发射平台速度矢量,记做Fr，接收平台速度矢量， 记做^，发射平台初始位置矢量,记做S，接收平台初始位置矢量,记做^，雷 达发射电磁波的波数,记做&，雷达发射基带信号的信号带宽,记做S，雷达发射 信号脉冲宽度，记做 ;，雷达接收波门持续宽度，记做 ;，雷达接收系统的采样 频率,记做X,雷达系统的脉冲重复频率，记做尸/ F，发射雷达的波束指向矢量， 记做￡0& ，接收雷达的波束指向矢量ZO^及接收系统接收波门相对于发射信号 发射波门的延迟，记做&。上述参数均为移变模式双基地合成孔径雷达系统的标 准参数，其中，雷达发射电磁波的波数^，雷达发射基带信号的信号带宽fi，雷达发射信号脉冲宽度 ;，雷达接收波门持续宽度7;，雷达接收系统的采样频率/、，雷达系统的脉冲重复频率尸Wf ，发射雷达的波束指向矢量丄0& ，接收雷达的波朿指向矢量丄o&及接收系统接收波门相对于发射信号发散波门的延迟，记做z;,。 在移变模式双基地合成孔径雷达设计过程中已经确定，其中，发射平台速度矢量 ^，接收平台速度矢量h，发射平台初始位置矢量K及接收平台初始位置矢量^在移变模式双基地合成孔径雷达观测方案设计中已经确定。根据移变模式双基地合成孔径雷达系统方案和移变模式双基地合成孔径雷达观测方案，移变模式 双基地合成孔径雷达成像方法需要的初始化成像系统参数均为已知。步骤二、移变模式双基地合成孔径雷达原始数据进行距离压縮。 选取第一个脉冲重复周期内接收到的合成孔径雷达距离向回波信号，合成孔径雷达距离向回波信号用向量表示，记做万,；采用合成孔径雷达标准距离压縮方法对接收到的移变模本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种移变模式双基地合成孔径雷达成像方法，其特征是它包括以下几个步骤： 步骤一、定义合成孔径雷达成像空间及初始化成像系统参数 合成孔径雷达成像空间由合成孔径雷达成像空间中的两个相互正交的坐标基确定，定义与发射平台速度方向平行并在地平面内的单位向量作为合成孔径雷达成像空间的第一个坐标基，记做ξ↓［１］；定义在地平面内，并与合成孔径雷达成像空间的第一个坐标基ξ↓［１］垂直的单位向量作为合成孔径雷达成像空间的第二个坐标基，记做ξ↓［２］； 初始化成像系统参数包括：发射平台速度矢量，记做＊↓［Ｔ］，接收平台速度矢量，记做＊↓［Ｒ］，发射平台初始位置矢量，记做＊↓［Ｔ］↑［０］，接收平台初始位置矢量，记做＊↓［Ｒ］↑［０］，雷达发射电磁波的波数，记做Ｋ↓［ｃ］，雷达发射基带信号的信号带宽，记做Ｂ，雷达发射信号脉冲宽度，记做Ｔ↓［Ｐ］，雷达接收波门持续宽度，记做Ｔ↓［ｏ］，雷达接收系统的采样频率，记做ｆ↓［ｓ］，雷达系统的脉冲重复频率，记做ＰＲＦ，发射雷达的波束指向矢量，记做ＬＯＳ↓［Ｔ］，接收雷达的波束指向矢量ＬＯＳ↓［Ｒ］及接收系统接收波门相对于发射信号发散波门的延迟，记做Ｔ↓［Ｄ］；上述参数均为移变模式双基地合成孔径雷达系统的标准参数，其中，雷达发射电磁波的波数Ｋ↓［ｃ］，雷达发射基带信号的信号带宽Ｂ，雷达发射信号脉冲宽度Ｔ↓［Ｐ］，雷达接收波门持续宽度Ｔ↓［ｏ］，雷达接收系统的采样频率ｆ↓［ｓ］，雷达系统的脉冲重复频率ＰＲＦ，发射雷达的波束指向矢量ＬＯＳ↓［Ｔ］，接收雷达的波束指向矢量ＬＯＳ↓［Ｒ］及接收系统接收波门相对于发射信号发射波门的延迟，记做Ｔ↓［Ｄ］；在移变模式双基地合成孔径雷达设计过程中已经确定，其中，发射平台速度矢量＊↓［Ｔ］，接收平台速度矢量＊↓［Ｒ］，发射平台初始位置矢量＊↓［Ｔ］↑［０］及接收平台初始位置矢量＊↓［Ｒ］↑［０］在移变模式双基地合成孔径雷达观测方案设计中已经确定；根据移变模式双基地合成孔径雷达系统方案和移变模式双基地合成孔径雷达观测方案，移变模式双基地合成孔径雷达成像方法需要的初始化成像系统参数均为已知； 步骤二、移变模式双基地合成孔径雷达原始数据进行距离压缩 选取第一个脉冲重复周期内接收到的合成孔径雷达距离向回波信号，合成孔径雷达距离向回波信号用向量表示，记做＊↓［１］；采用合成孔径雷达标准距离压缩方法对接收到的移变模式双基地合成孔径雷达原始数据进行压缩，得到距离压缩后的移变模式双...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张晓玲，师君，杨建宇，王银波，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]
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