一种机载/弹载合成孔径雷达图像快速优化方法技术

本发明专利技术涉及一种机载/弹载合成孔径雷达图像快速优化方法，包含步骤：S1、将全景SAR回波数据进行距离向和方位向交叠分块，生成多个回波子阵；S2、基于各回波子阵，进行运动补偿及成像处理，生成对应的散焦子图像；S3、基于各散焦子图像，消除RD域残余孔径误差，生成对应的重聚焦子图像；S4、基于各重聚焦子图像，拼接SAR全景图。本发明专利技术实现了高精度残余空变运动误差补偿，并且原理简单，计算量少，运行速度快，具有较高的准确性和较强的鲁棒性，适用于实际处理，实用性较强。实用性较强。实用性较强。

【技术实现步骤摘要】
一种机载/弹载合成孔径雷达图像快速优化方法


[0001]本专利技术涉及合成孔径雷达运动误差补偿领域，具体涉及一种机载/弹载合成孔径雷达图像快速优化方法。

技术介绍

[0002]SAR(Synthetic Aperture Radar，合成孔径雷达)是一种高分辨率成像雷达，作为一种主动式微波遥感设备，SAR依靠本身的微波辐射工作，不受战场恶劣条件的影响，具有全天时全天候工作的优势，其装载在巡航导弹上能够克服传统的地形匹配系统和数字景象匹配导航模式易受恶劣气候、黑夜、烟雨和尘土等影响的缺陷，能够获得高分辨率和高成像精度的雷达图像，是提高精确制导武器打击精度的有效途径。但是，SAR在实际应用中，也存在一些难点问题，特别是机载/弹载SAR，在其对目标照射过程中，由于气流及自身轨迹的不稳定，会产生运动误差，造成目标在距离向发生位移，在方位向产生散焦，恶化图像质量。
[0003]运动误差引起的雷达
‑
目标瞬时斜距变化具有距离空变性、方位空变性以及孔径空变性。基于此，诸多研究人员从回波、图像等不同角度出发，在不同程度上解决这三个问题本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机载/弹载合成孔径雷达图像快速优化方法，其特征在于，包含步骤：S1、将全景SAR回波数据进行距离向和方位向交叠分块，生成多个回波子阵；S2、基于各所述回波子阵，进行运动补偿及成像处理，生成对应的散焦子图像；S3、基于各所述散焦子图像，消除RD域残余孔径误差，生成对应的重聚焦子图像；S4、基于各所述重聚焦子图像，拼接SAR全景图。2.如权利要求1所述的机载/弹载合成孔径雷达图像快速优化方法，其特征在于，步骤S1中：对于分块的要求为：分块时相邻子块的交叠区域在距离向和方位向上的重叠点数，分别大于等于所述全景SAR回波数据的距离向弃置区长度N
r
和方位向弃置区长度N
a
，N
r
、N
a
的计算公式为：计算公式为：其中，T
a
为合成孔径时间；PRF为重频；T
p
为脉冲宽度；F
s
为距离向采样率。3.如权利要求2所述的机载/弹载合成孔径雷达图像快速优化方法，其特征在于，步骤S2是通过TSMC算法和Chirp Scaling算法实现的，包含步骤：S21、对所述回波子阵进行一次处理生成一次处理回波子阵；S22、对所述一次处理回波子阵进行二次处理，生成散焦子图像。4.如权利要求3所述的机载/弹载合成孔径雷达图像快速优化方法，其特征在于，步骤S21包含：S211、基于TSMC算法对所述回波子阵进行一阶补偿，即距离向非空变误差补偿，生成一阶补偿回波子阵：用ss(k,r
′
)表示回波子阵，其中，k为慢时间采样索引，r
′
为距离向空域坐标，子阵大小为N0×
N1(方位向像素点数
×
距离向像素点数)，其表达式为：其中，exp(
·
)为自然指数运算；j为虚数单位；λ为发射信号波长；K0＝4πk
r
/c2，其中，k
r
是距离向发射信号调频斜率，c是光速，r
a
(k,r)为实际弹道轨迹下弹目斜距，r是目标零多普勒面距离；r
a
(k,r)包含理想直线轨迹下弹目斜距r
n
(k,r)，以及由运动误差引起斜距误差为Δr(k,r,θ
k
)，其中，θ
k
为随方位变化的瞬时斜视角，即Δr(k,r,θ
k
)具有孔径空变性；TSMC算法中忽略θ
k
，并将Δr(k,r,θ
k
)分解为空变斜距误差量Δr
v
(k,r|r0)和非空变斜距误差量Δr0(k,r0)，其中，r0是参考距离；则r
a
(k,r)可以变换如下：r
a
(k,r)＝r
n
(k,r)+Δr(k,r,θ
k
)≈r
n
(k,r)+Δr(k,r|θ
k
＝0)＝r
n
(k,r)+Δr
v
(k,r|r0)+Δr0(k,r0)；Δr0(k,r0)可以理解为瞬时斜距误差在零多普勒面上的投影分量，计算公式为：
其中，Δx为横向运动误差；Δz为垂直向运动误差；H为对地高度；基于Δr0(k,r0)，构造波数域内距离向非空变补偿函数H
R
(k,K
r
)，即：其中，K
r
为距离波数；再基于H
R
(k,K
r
)，进行距离向非空变距离补偿，计算公式为：sS1(k,K
r
)＝sS(k,K
r
)
·
H
R
(k,K
r
)；其中，sS(k,K
r
)为对ss(k,r
′
)进行空域傅里叶变换后得到的回波子阵；sS1(k,K
r
)即为生成的所述一阶补偿回波子阵；S212、对所述一阶补偿回波子阵进行距离向脉冲压缩：构造空域匹配滤波器H
rmf
(K
r
)：基于H
rmf
(K
r
)对sS1(k,K
r
)进行距离向脉冲压缩，得到sS2(k,K
r
)，计算公式为：sS2(k,K
r
)＝sS1(k,K
r
)
·
H
rmf
(K
r
)；然后，对sS2(k,K
r
)进行空域逆傅里叶变换，得到ss2(k,r
′
)，计算公式为：其中，sinc(
·
)为归一化sinc函数运算，表达式为：sinc(x)＝sin(πx)/πx；ss2(k,r
′
)即为经过距离向脉冲压缩后的所述一阶补偿回波子阵；S213、对经过距离向脉冲压缩后的所述一阶补偿回波子阵进行距离单元徙动校正，生成一次处理回波子阵：按照经典的插值距离徙动校正方法对ss2(k,r
′
)进行徙动校正，计算公式为：由于Δr

【专利技术属性】
技术研发人员：陆钱融，于祥祯，杜科，邱晓燕，奚银，
申请(专利权)人：上海无线电设备研究所，
类型：发明
国别省市：