本发明专利技术公开了一种群多基合成孔径雷达快速分解投影成像方法，首先将每个接收机接收到的回波解调到基带；然后再把多基SAR中的每个收发对等效为单基SAR，对孔径重叠部分的回波进行加权均衡；再对回波距离向进行脉冲压缩；紧接着逐孔径进行快速分解后向投影成像；然后对不同孔径的粗分辨图像进行分层融合，直到融合为一个完整孔径；最后将斜距面成像结果投影到地面，得到成像结果。本发明专利技术的方法适用于多基SAR成像，克服了频域成像算法对构型的限制，同时兼顾了效率，可以实现重点区域的高效、高分辨成像。分辨成像。分辨成像。
【技术实现步骤摘要】
群多基合成孔径雷达快速分解投影成像方法
[0001]本专利技术属于雷达成像
，具体涉及一发多收模式下的多基合成孔径雷达成像技术。
技术介绍
[0002]合成孔径雷达(SAR)利用雷达与目标的相对运动把尺寸较小的真实天线孔径用数据处理的方法合成一个较大的等效天线孔径的雷达，可以穿透掩盖的物体得到类似光学的照相的高分辨图像，具有全天时、全天候、高分辨的特点。随着SAR的发展，SAR被广泛地应用于水下目标检测、农作物普查、地形测绘等领域。
[0003]多基SAR是利用多个搭载发射机或接收机的平台在空间中运动来形成分布的虚拟天线从而成像，相比于单基SAR而言，可以从更多的视角观测目标区域，回波获取的信息更加丰富，更容易发现隐身目标。可以在短时间内同时获取分布的众多单元小孔径，并通过孔径序接方式等效合成空间大孔径，实现对重点区域高分辨成像。
[0004]其中，高效高精度成像是多基SAR技术的一个关键。文献“A Fast BP Algorithm With Wavenumber Spectrum Fusion for High
‑
Resolution Spotlight SAR Imaging[J].IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters,2014,11(9):1460
‑
1464.”在波数域通过频谱搬移和拼接实现SAR的快速成像，但是该方法仅能用于线性孔径和单基模式下，无法扩展到双基SAR上及多基SAR；文献“The Mathematics of Computerized Tomography.New York,NY,USA:Wiley,1986”采用后向投影的方式对SAR进行成像，该方法适用于任意构型，但是计算效率很低。目前对任意构型下兼顾精度和效率的多基SAR成像技术的研究较少。
技术实现思路
[0005]针对现有技术存在的上述问题，本专利技术提出了一种群多基合成孔径雷达快速分解投影成像方法。
[0006]本专利技术的技术方案为：一种群多基合成孔径雷达快速分解投影成像方法，具体包括如下步骤：
[0007]S1.多基合成孔径雷达参数初始化，所述参数包括：收发机数量、收发机运动参数、发射信号载频、发射信号时宽、带宽、系统采样率、脉冲重复频率；
[0008]S2.回波采集并解调，每个接收机对回波进行采集并从载频解调到基带，第i个接收机的回波信号为s
i
(τ，η)，其中，τ为快时间变量，η为慢时间变量；
[0009]S3.回波均衡，通过单基等效，得到不同孔径间的重叠情况，对孔径重叠部分的回波进行均衡，均衡后，第i个接收机的回波信号为
[0010]S4.回波距离向进行脉冲压缩，即：对回波在距离向上与参考信号做卷积，得到脉冲压缩后的结果
[0011]S5.逐孔径进行快速分解后向投影成像，得到每个孔径极坐标格式下的粗分辨图
像；
[0012]S6.不同孔径的粗分辨图像进行分层融合，直到融合为一个完整孔径；
[0013]S7.将斜距面成像结果投影到地面，得到全分辨图像。
[0014]进一步地，步骤S3具体步骤如下：
[0015]S31.对于多基合成孔径雷达中的每个收发对，把双基对目标点的观测等效成目标角平分线上的单基对目标点的观测，从而将每个双基对等效成一个个在三维空间上分布着的孔径；
[0016]S32.分析孔径之间的重叠情况；
[0017]S33.针对孔径重叠部分进行加权均衡，假设有A个孔径在方位时刻η0处重叠，则加权均衡表示为：
[0018][0019]其中，w
a
表示加权均衡的权值，s
a
(τ，η0)表示第a个需要均衡的孔径，表示加权均衡过后的孔径。
[0020]进一步地，步骤S5具体步骤如下：
[0021]S51.逐孔径进行子孔径划分，将一个完整孔径划分成K个长度为l的子孔径，在每个子孔径中心建立局部椭圆极坐标系，焦点为子孔径中心对应的收发机位置，将斜距面上的成像网格点(r，θ)(r和θ分别表示局部椭圆极坐标系上的极径和极角)以局部椭圆极坐标系的两个焦点的连线为轴，旋转到地面上的(x，y)(x和y分别表示直角坐标系里的横纵坐标)，建立斜距面成像网格与地面成像网格的一一映射关系，将这种映射关系用f表示：
[0022]f(r，θ)＝(x，y)
[0023]然后对地面上的成像网格点(x，y)进行投影；
[0024]S52.反投影得到K张方位低分辨的子孔径图像：
[0025][0026]其中，v是接收机的速度、η
c
是子孔径的方位中心采样时刻、s
mc
(τ，η)是脉冲压缩后的回波，f
c
是载频，c是光速，R(f(r，θ)，η)是方位时刻为η时，成像网格点f(r，θ)＝(x，y)到收发机的距离之和；
[0027]S53.子孔径分级融合，假设每次融合相邻的n个子孔径，则以这n个子孔径的中心对应的收发机位置为焦点，在斜距面上构建能满足分辨能力的局部椭圆极坐标系(r
′
，θ
′
)，并映射到地面上(x
′
，y
′
)，将子孔径图像I
p
(x，y)(p＝1，2，...，n)上最接近于(x
′
，y
′
)的像素点的值赋给(x
′
，y
′
)，最后得到n个子孔径图像融合结果H(x
′
，y
′
)(即：H(f(r
′
，θ
′
)))，分级重复执行此步骤直到融合所有的子孔径图像为一个完整孔径的图像；
[0028]S54.对所有孔径重复执行S51～S53步骤，然后结束步骤S5。
[0029]进一步地，步骤S6具体步骤如下：
[0030]孔径分级融合，假设每次融合相邻的j个孔径，则以这j个孔径的中心对应的收发
机位置为焦点，在斜距面上构建能满足分辨能力的局部椭圆极坐标系(r
″
，θ
″
)，并映射到地面上(x
″
，y
″
)，将孔径图像上最接近于(x
″
，y
″
)的像素点的值赋给(x
″
，y
″
)，最后得到j个孔径图像融合结果，分级重复执行此步骤直到融合完所有孔径的图像，结束步骤S6。
[0031]本专利技术的有益效果：本专利技术的方法首先将每个接收机接收到的回波解调到基带；然后再把多基SAR中的每个收发对等效为单基SAR，对孔径重叠部分的回波进行加权均衡；再对回波距离向进行脉冲压缩；紧接着逐孔径进行快速分解后向投影成像；然后对不同孔径的粗分辨图像进行分层融合，直到融合为一个完整孔径；最后将斜距面成像结果投影到地面，得到成像结本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种群多基合成孔径雷达快速分解投影成像方法，具体包括如下步骤：S1.多基合成孔径雷达参数初始化，所述参数包括：收发机数量、收发机运动参数、发射信号载频、发射信号时宽、带宽、系统采样率、脉冲重复频率；S2.回波采集并解调，每个接收机对回波进行采集并从载频解调到基带，第i个接收机的回波信号为s
i
(τ，η)，其中，τ为快时间变量，η为慢时间变量；S3.回波均衡，通过单基等效，得到不同孔径间的重叠情况，对孔径重叠部分的回波进行均衡，均衡后，第i个接收机的回波信号为S4.回波距离向进行脉冲压缩，即：对回波在距离向上与参考信号做卷积，得到脉冲压缩后的结果S5.逐孔径进行快速分解后向投影成像，得到每个孔径极坐标格式下的粗分辨图像；S6.不同孔径的粗分辨图像进行分层融合，直到融合为一个完整孔径；S7.将斜距面成像结果投影到地面，得到全分辨图像。2.根据权利要求1所述的一种群多基合成孔径雷达快速分解投影成像方法，其特征在于，步骤S3具体步骤如下：S31.对于多基合成孔径雷达中的每个收发对，把双基对目标点的观测等效成目标角平分线上的单基对目标点的观测，从而将每个双基对等效成一个个在三维空间上分布着的孔径；S32.分析孔径之间的重叠情况；S33.针对孔径重叠部分进行加权均衡，假设有A个孔径在方位时刻η0处重叠，则加权均衡表示为：其中，w
a
表示加权均衡的权值，s
a
(τ，η0)表示第a个需要均衡的孔径，表示加权均衡过后的孔径。3.根据权利要求1所述的一种群多基合成孔径雷达快速分解投影成像方法，其特征在于，步骤S5具体步骤如下：S51.逐孔径进行子孔径划分，将一个完整孔径划分成K个长度为l的子孔径，在每个子孔径中心建立局部椭圆极坐标系，焦点为子孔径中心对应的收发机位置，将斜距面上的成像网格点(r，θ)(r和θ分别表示局部椭圆极坐标系上的极径和极角)以局部椭圆极坐标系的两个焦点的连线为轴，旋转到地面上的(x，y)(x和y分别表示直角坐标系里的横纵坐标)，建立斜距面成像网格与地面成像网格的一一映射关系，将这种映射关系用f表示：f(r，θ)＝(x，y)然后对地面上的成像网格点(x，y)进行投影；S52...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨建宇，方智豪，毛馨玉，王朝栋，李中余，武俊杰，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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