信号补偿方法及装置、设备、存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种信号补偿方法，该方法包括：获取雷达的运行姿态信息和实际位置信息，并根据运行姿态信息对实际位置信息进行修正，得到雷达的目标位置信息；确定雷达与目标之间的实际距离信息，并根据实际距离信息和目标位置信息，确定雷达与目标之间的目标距离信息；根据目标距离信息对雷达接收到的回波信号进行补偿处理，得到补偿后的回波信号。得到补偿后的回波信号。得到补偿后的回波信号。

【技术实现步骤摘要】
信号补偿方法及装置、设备、存储介质


[0001]本专利技术涉及信号处理
，尤其涉及一种信号补偿方法及装置、设备、存储介质。

技术介绍

[0002]机载多通道合成孔径雷达(Muti-channel Synthetic Aperture Radar，MSAR)作为一种主动式成像系统，具有全天时、全天候和高分辨率成像等特点。MSAR系统在设计时，根据应用需求，载机需保持匀速直线飞行，但由于大气扰动、风切变等不可预测因素的影响，引起雷达的位置偏离或姿态转动等，产生距离误差和位置误差，导致MSAR的不同的接收天线接收的回波之间出现时延和相位偏差，使得最终的成像结果散焦。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术实施例提供一种信号补偿方法及装置、设备、存储介质。
[0004]本专利技术实施例提供一种信号补偿方法，该方法包括：获取雷达的运行姿态信息和实际位置信息，并根据所述运行姿态信息对所述实际位置信息进行修正，得到所述雷达的目标位置信息；确定所述雷达与目标之间的实际距离信息，并根据所述实际距离信息和所述目标位置信息，确定所述雷达与所述目标之间的目标距离信息；根据所述目标距离信息对所述雷达接收到的回波信号进行补偿处理，得到补偿后的回波信号。
[0005]本专利技术实施例提供一种信号补偿装置，该装置包括：修正单元、确定单元和补偿单元；其中，所述修正单元，用于获取雷达的运行姿态信息和实际位置信息，并根据所述运行姿态信息对所述实际位置信息进行修正，得到所述雷达的目标位置信息；所述确定单元，用于确定所述雷达与目标之间的实际距离信息，并根据所述实际距离信息和所述目标位置信息，确定所述雷达与所述目标之间的目标距离信息；所述补偿单元，用于根据所述目标距离信息对所述雷达接收到的回波信号进行补偿处理，得到补偿后的回波信号。
[0006]本专利技术实施例提供一种设备，包括处理器和用于存储能够在处理器上运行的计算机程序的存储器；其中，所述处理器用于运行所述计算机程序时，执行上述实施例提供的方法的步骤。
[0007]本专利技术实施例提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例提供的方法的步骤。
[0008]本专利技术的实施例所提供的信号补偿方法，获取雷达的运行姿态信息和实际位置信息，并根据运行姿态信息对实际位置信息进行修正，得到雷达的目标位置信息；确定雷达与目标之间的实际距离信息，并根据实际距离信息和目标位置信息，确定雷达与目标之间的目标距离信息；根据目标距离信息对雷达接收到的回波信号进行补偿处理，得到补偿后的回波信号。如此，通过对雷达在运行过程中的位置偏离或姿态转动等产生的距离误差和位置误差进行补偿，消除了距离误差和位置误差对回波信号的时延和相位的影响，使得最终的成像结果不散焦。
附图说明
[0009]图1为本专利技术实施例提供的信号补偿方法的实现流程示意图；
[0010]图2为本专利技术实施例提供的信号补偿方法的又一实现流程示意图；
[0011]图3为本专利技术实施例提供的信号补偿方法中距离的几何关系图；
[0012]图4为使用传统方法进行运动补偿后成像的结果图；
[0013]图5为对图4中成像的结果图的中心放大32倍后的轮廓图；
[0014]图6为使用本专利技术实施例提供的方法进行运动补偿后成像的结果图；
[0015]图7为对图6中成像的结果图的中心放大32倍后的轮廓图；
[0016]图8为使用本专利技术实施例提供的方法进行运动补偿后成像的结果图的方位向包络分析图；
[0017]图9为使用本专利技术实施例提供的方法进行运动补偿后成像的结果图的距离向包络分析图；
[0018]图10为本专利技术实施例提供的信号补偿装置的组成结构示意图；
[0019]图11为本专利技术实施例提供的设备的实体示意图。
具体实施方式
[0020]下面结合附图及实施例对本专利技术再作进一步详细的描述。
[0021]这里，对机载多通道合成孔径雷达(Multi-channel Synthetic Aperture Radar，MSAR)进行简单的说明。MSAR是一种高分辨率的成像雷达，可以在能见度极低的气象条件下得到类似光学照相的高分辨雷达图像。机载MSAR按载机的运动航迹来测距和二维成像，其两维坐标信息分别为距离信息和垂直于距离的方位信息。机载MSAR在设计时，根据应用需求，载机需保持匀速直线飞行，但由于大气扰动、风切变等不可预测因素的影响，引起雷达的位置偏离或姿态转动等，产生距离误差和位置误差，导致MSAR不同的接收天线接收的回波之间出现时延和相位偏差，使得最终的成像结果散焦。因此，需要对位置偏离或姿态转动等进行补偿，以保证最终的成像结果不散焦。
[0022]目前常用的运动补偿方案为一步式运动补偿，其具有计算量小，补偿精度高等优点，是目前合成孔径雷达运动补偿的理想方法。但对于MSAR而言，如果直接使用一步式运动补偿方案进行运动补偿，将会忽略位置偏离或姿态转动等引起的距离误差，导致MSAR的不同的接收天线接收的回波之间出现时延和相位偏差，使得最终的成像结果散焦。
[0023]为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术实施例提供了一种信号补偿方法，如图1所示，该方法包括：
[0024]S101：获取雷达的运行姿态信息和实际位置信息，并根据运行姿态信息对实际位置信息进行修正，得到雷达的目标位置信息。
[0025]这里，在飞机运行过程中，假定飞机与雷达的相对位置是不变的，雷达的运行姿态信息也就是飞机的实时姿态信息。飞机的实时姿态信息可以包括飞机的实时姿态角，飞机的实时姿态角可以通过机体坐标系与世界坐标系确定，一般通过航向角、俯仰角和横滚角三个角度表示。不同的转动顺序会形成不同的坐标变换矩阵，通常按航向角、俯仰角和横滚角的顺序来表示，本专利技术对基于姿态角转动的顺序不作具体限定。
[0026]雷达的实际位置信息可以是雷达的发射天线的实际位置信息。发射天线的实际位
置信息可以是雷达的所有接收天线的等效中心点在世界坐标系中的位置坐标，表征了雷达的所有接收天线的等效中心点在世界坐标系中当前所处的实际位置。
[0027]需要说明的是，雷达的理想状态是发射天线与接收天线位于同一位置，用以保证雷达不同的接收天线接收到的回波在进行合成时的一致性。但对于MSAR而言，发射天线与接收天线的实际位置是不同的，这就需要引入接收天线中心(理想的接收天线，也就是发射天线)，将雷达的接收天线所处的位置根据几何关系映射到接收天线中心所处的位置处，如此，保证了雷达的发射天线与接收天线位于同一位置，进而保证了雷达的不同接收天线接收的回波在进行合成时的一致性。
[0028]雷达的运行姿态信息和实际位置信息可以通过位置姿态系统(Position and Orientation System，POS)进行测量。POS是目前获取SAR天线运动参数的主要手段，其主要由惯性测量单元(Inertial Measurement Unit，IMU)、全球本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种信号补偿方法，其特征在于，所述方法包括：获取雷达的运行姿态信息和实际位置信息，并根据所述运行姿态信息对所述实际位置信息进行修正，得到所述雷达的目标位置信息；确定所述雷达与目标之间的实际距离信息，并根据所述实际距离信息和所述目标位置信息，确定所述雷达与所述目标之间的目标距离信息；根据所述目标距离信息对所述雷达接收到的回波信号进行补偿处理，得到补偿后的回波信号。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运行姿态信息包括：与第一方向对应的第一姿态角信息、与第二方向对应的第二姿态角信息、以及与第三方向对应的第三姿态角信息，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两垂直；所述根据所述运行姿态信息对所述实际位置信息进行修正，得到所述雷达的目标位置信息包括：根据所述第一姿态角信息对所述实际位置信息进行修正，得到第一位置信息；根据所述第二姿态角信息对所述第一位置信息进行修正，得到第二位置信息；根据所述第三姿态角信息对所述第二位置信息进行修正，得到所述雷达的目标位置信息。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一姿态角信息对所述实际位置信息进行修正，得到第一位置信息包括：根据所述第一姿态角信息和所述第一方向上的旋转轴构建第一姿态矩阵，以及根据所述实际位置信息构建实际位置矩阵；所述第一姿态矩阵和所述实际位置矩阵为同类型的四阶矩阵；根据所述第一姿态矩阵和所述实际位置矩阵确定第一位置矩阵，并得到与所述第一位置矩阵对应的所述第一位置信息。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二姿态角信息对所述第一位置信息进行修正，得到第二位置信息包括：根据所述第二姿态角信息和所述第二方向上的旋转轴构建第二姿态矩阵；所述第二姿态矩阵和所述实际位置矩阵为同类型的四阶矩阵；根据所述第二姿态矩阵和所述第一位置信息对应的所述第一位置矩阵确定第二位置矩阵，并得到与所述第二位置矩阵对应的所述第二位置信息。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述第三姿态角信息对所述第二位置信息进行修正，得到所述雷达的目标位置信息包括：根据所述第三姿态角信息和第三方向上的旋转轴构建第三姿态矩阵；所述第三姿态矩阵和所述实际位置矩阵为同类型的四阶矩阵；根据所述第三姿态矩阵和所述第二位置信息对应的所述第二位置矩阵确定目标位置矩阵，并得到与所述目标位置矩阵对应的所述目标位置信息。6.根据权利要求1-...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈圳，张志敏，邱劲松，周亚石，
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：