一种基于先验信息的高分辨宽测绘带SAR运动补偿方法技术

本发明专利技术公开了一种基于先验信息的高分辨宽测绘带SAR运动补偿方法，其步骤包括：步骤S1：进行距离分块，保证每个距离块内的距离不空变，用于后续的RD相位误差的估计；步骤S2：用PGA估计出每个距离块的相位误差，进行方位脉压；步骤S3：如果相位误差被正确估计，输出参数P为1，否则，P为0。本发明专利技术具有原理简单、能够提高估计精度、更加完整准确地表达RD相位误差曲线等优点。线等优点。线等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于先验信息的高分辨宽测绘带SAR运动补偿方法


[0001]本专利技术主要涉及到雷达
，特指一种基于先验信息的高分辨宽测绘带SAR运动补偿方法。

技术介绍

[0002]由于受到大气运动等各种因素影响，机载合成孔径雷达（synthetic aperture radar，以下简称SAR）的运动轨迹会由理想直线轨迹变成非线性轨迹，在SAR成像时，往往需要进行运动补偿（以下简称MOCO），将非线性轨迹补偿为线性轨迹。而对于高分辨率和宽条带的机载SAR的运动补偿而言，RD相位误差是必须要考虑的因素，由于PGA估计是基于强散射点的，因此对于某些没有强散射点的观测场景，可能会出现相位误差估计错误的情况。
[0003]传统方案中，在得到相位误差数据后，一般用拟合的方法估计出相位误差曲线，拟合的方法包括最小二乘法（以下简称LS）和经过加权处理的最小二乘法（以下简称WLS）。但由于存在错误的估计点，会导致估计曲线有一定的偏移。现有的估计RD相位误差的方法有LS和WLS，由于错误的相位误差估计点的存在，在用LS时会出现较大的估计误差，不能够精确的表示出相位误差曲线，虽然WLS通过了加权处理，但依然存在着不能忽略的估计误差，这两种方法都不能自动识别并去除错误的相位误差估计点而导致估计精度差。综上所述，由于存在错误的相位误差估计点，LS和WLS都没有自检测并消除错误估计点的功能，
①
所以单一使用LS在估计RD相位误差时会导致出现较大的估计误差，
②
而WLS虽然可以通过加权处理减小误差，但不能完全消除错误相位误差的影响，也会导致不可忽略的估计误差。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种原理简单、能够提高估计精度、更加完整准确地表达RD相位误差曲线的基于先验信息的高分辨宽测绘带SAR运动补偿方法。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种基于先验信息的高分辨宽测绘带SAR运动补偿方法，其步骤包括：步骤S1：进行距离分块，保证每个距离块内的距离不空变，用于后续的RD相位误差的估计；步骤S2：用PGA估计出每个距离块的相位误差，进行方位脉压；步骤S3：如果相位误差被正确估计，输出参数P为1，否则，P为0。
[0006]作为本专利技术方法的进一步改进：在步骤 S2中对估计的相位误差里可能有错误的估计点进行删除，包括：步骤S201：将每个距离块都进行两个成像处理，一个是使用PGA估计和补偿后的成像，一个是不使用PGA估计和补偿的成像；步骤S202：把成像质量用具体的数值量化表示，选择成像的熵值作为评判成像质量好坏的标准；设没用PGA估计和补偿后的成像图像的熵值为E1，用PGA估计和补偿后的成
像图像的熵值为E2；步骤S203：对比步骤S202中两种情况的图像熵值，如果E1>E2,则表示用了PGA估计的成像质量更好，即正确估计了该距离块的相位误差，否则，此距离块的相位误差被错误估计。
[0007]作为本专利技术方法的进一步改进：所述图像的熵值越高，代表成像质量越差。
[0008]作为本专利技术方法的进一步改进：在步骤 S2中根据方差估计错误相位点，包括：对相邻的距离块的估计相位求方差，若某个距离块与相邻的两个距离块的方差均超过所设阈值，则这个距离块的相位被错误估计。
[0009]作为本专利技术方法的进一步改进：在步骤 S2中根据阈值估计错误相位点，包括：设一个相位估计的最大阈值，估计的相位超过阈值，则认为该距离块的相位被错误估计。
[0010]作为本专利技术方法的进一步改进：所述步骤 S1中进行距离分块是指：把一定距离范围均匀分成若干个距离段。
[0011]作为本专利技术方法的进一步改进：所述步骤S3中，当所有距离块全部完成估计时，用WLS对RD相位误差进行估计，错误的估计点会受到参数P的影响而被过滤掉，只留下正确的估计点，从而获得精确的RD相位误差估计曲线。
[0012]作为本专利技术方法的进一步改进：所述步骤S1之前，得到先消除RCM残差后的数据。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术的基于先验信息的高分辨宽测绘带SAR运动补偿方法，是围绕着如何提高RD相位误差的估计精度展开的，首先利用熵准则自动判断去除出错误的相位误差估计点，之后再用加权最小二乘法估计出RD相位误差曲线的方法，即基于先验信息的加权最小二乘法（以下简称PI
‑
WLS）。本专利技术的方法能有效解决由于存在错误相位误差而导致的RD误差估计精度不足的影响。
附图说明
[0014]图1是本专利技术方法的流程示意图。
[0015]图2是本专利技术在具体应用实例中采用不同方法估计的相位误差示意图。
具体实施方式
[0016]以下将结合说明书附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。
[0017]为了便于理解，本专利技术对下文中所提及的重要关键术语和标准名称进行明确。PGA：相位梯度自聚焦算法。该算法可以用来对低阶、高阶以及随机相位误差的估计和补偿。LS：最小二乘法。WLS：加权最小二乘法。PI—WLS：基于先验信息的加权最小二乘法（本专利技术的方法）。RD：距离相关。RCM：距离徙动。机载合成孔径雷达与目标之前的距离由于两者之间的相对运动而发生变化称为距离徙动。
[0018]如图1所示，本专利技术的基于先验信息的高分辨宽测绘带SAR运动补偿方法，其步骤包括：步骤S1：进行距离分块；为了估计RD相位误差，必须要进行距离分块，保证每个距离块内的距离不空变，以便用于后续的RD相位误差的估计；
步骤S2：用PGA估计出每个距离块的相位误差，进行方位脉压；步骤S3：如果相位误差被正确估计，输出参数P为1，否则，P为0。
[0019]在具体应用实例中，在步骤 S1中进行距离分块是指：把一定距离范围均匀分成若干个距离段。例如对0
‑
200m的范围进行距离分块，如果分成两块，第一块则是0
‑
100m,第二块则是100
‑
200m。距离分块是根据实际需要来进行，分块的数量、大小均根据实际需要来选择。
[0020]在具体应用实例中，在步骤 S2中估计的相位误差里可能有错误的估计点，本专利技术进一步采用如下流程用来剔除错误的估计点：确定一个标准：如果估计点被正确估计，那么使用PGA估计和补偿后的成像质量应该比没使用PGA估计和补偿的成像质量要好，但如果估计点被错误估计，则受到错误估计点的影响，该距离块使用PGA的成像质量比没使用PGA的成像质量要差。
[0021]步骤S201：将每个距离块都进行两个成像处理，一个是使用PGA估计和补偿后的成像，一个是不使用PGA估计和补偿的成像；步骤S202：把成像质量用具体的数值量化表示，这里选择成像的熵值作为评判成像质量好坏的标准。注意：图像的熵值越高，代表成像质量越差。设没用PGA估计和补偿后的成像图像的熵值为E1. 用PGA估计和补偿后的成像图像的熵值为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于先验信息的高分辨宽测绘带SAR运动补偿方法，其特征在于，步骤包括：步骤S1：进行距离分块，保证每个距离块内的距离不空变，用于后续的RD相位误差的估计；步骤S2：用PGA估计出每个距离块的相位误差，进行方位脉压；步骤S3：如果相位误差被正确估计，输出参数P为1，否则，P为0；在步骤 S2中根据方差估计错误相位点，包括：对相邻的距离块的估计相位求方差，若某个距离块与相邻的两个距离块的方差均超过所设阈值，则这个距离块的相位被错误估计；或者，在步骤 S2中根据阈值估计错误相位点，包括：设一个相位估计的最大阈值，估计的相位超过阈值，则认为该距离块的相位被错误估计。2.根据权利要求1所述的基于先验信息的高分辨宽测绘带SAR运动补偿方法，其特征在于，在步骤 S2中对估计的相位误差里可能有错误的估计点进行删除，包括：步骤S201：将每个距离块都进行两个成像处理，一个是使用PGA估计和补偿后的成像，一个是不使用PGA估计和补偿的成像；步骤S202：把成像质量用具体的数值量化表示，选择成像的熵值作为评判成像质量好坏的标准；设没用PGA估计和补偿后的成像图像的熵值为E1，用PGA估计和补偿后的成像图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈溅来，熊毅，金养昊，梁步阁，杨德贵，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：