便携式弧形扫描微变监测雷达快速成像方法及装置制造方法及图纸

本公开涉及一种便携式弧形扫描微变监测雷达快速成像方法及装置，所述方法包括获取弧形扫描范围内接收到的雷达监测信号，所述雷达监测信号带有旋转角度向信息；对所述雷达监测信号执行距离向压缩，得到对应的距离压缩信号；基于构建的信号空间残余量对所述距离压缩信号执行补偿处理，得到补偿雷达信号；利用多级重构策略对所述补偿雷达信号执行图像重构，得到雷达图像。本公开实施例具有精度高且节省系统内部资源消耗的优点。系统内部资源消耗的优点。系统内部资源消耗的优点。

【技术实现步骤摘要】
便携式弧形扫描微变监测雷达快速成像方法及装置


[0001]本公开涉及雷达图像处理领域，尤其涉及一种便携式弧形扫描微变监测雷达快速成像方法及装置。

技术介绍

[0002]微变监测雷达是以雷达技术为核心，基于合成孔径雷达(SAR)、干涉/差分干涉雷达(InSAR/DInSAR)原理，实现对各类地质体/结构体的表面位移监测与预警。可广泛应用于地质隐患点、应急监测、露天矿山、水利工程、铁路边坡、风电塔筒、桥梁等领域，实现各类地质体和重大工程的安全保障。
[0003]微变监测雷达系统中最关键的一个环节是成像，一般依据合成孔径雷达成像原理进行实际系统的设计，所采用的方法一般是后向投影成像方法。但是此方法效率低，计算量大，不利于提高系统的整体运行速率和资源消耗。因此需要一种快速的成像方法融入到系统中。目前大多数是采用多普勒距离成像和频率域处理的方式进行成像，但是此种方法在直线款轨道阵列系统中较为适用，对于弧形阵列这种特殊阵列排布格式其误差较大，成像效果散焦程度高。因此，研究人员试图研发一种精度高且节省系统内部资源消耗的成像方法。

技术实现思路

[0004]本公开提出了一种便携式弧形扫描微变监测雷达快速成像方法及装置及系统。本公开具有精度高且节省系统内部资源消耗的优点。
[0005]根据本公开的一方面，提供了一种便携式弧形扫描微变监测雷达快速成像方法，其包括：
[0006]获取弧形扫描范围内接收到的雷达监测信号，所述雷达监测信号带有旋转角度向信息；
[0007]对所述雷达监测信号执行距离向压缩，得到对应的距离压缩信号；
[0008]基于构建的信号空间残余量对所述距离压缩信号执行补偿处理，得到补偿雷达信号；
[0009]利用多级重构策略对所述补偿雷达信号执行图像重构，得到雷达图像。
[0010]在一些可能的实施方式中，所述获取弧形扫描范围内接收到的雷达监测信号，包括：
[0011]控制雷达在预设角度范围内按照预设角度旋转，并发送雷达发射信号；
[0012]接收各预设角度的所述雷达发射信号对应的雷达回波信号；
[0013]根据各预设角度的雷达回波信号，确定所述雷达监测信号。
[0014]在一些可能的实施方式中，所述方法还包括：对所述雷达回波信号执行预处理，得到所述雷达监测信号；
[0015]对接收到的雷达回波信号执行混频处理，得到中频信号；
[0016]对所述中频信号执行冗余相位补偿处理，得到相位补偿信号；
[0017]根据所述相位补偿信号以及所述雷达回波信号对应的角度，确定所述雷达监测信号。
[0018]在一些可能的实施方式中，所述对所述雷达监测信号执行距离向压缩，得到对应的距离压缩信号，包括：
[0019]利用余弦窗对所述雷达监测信号压低信号旁瓣处理，得到第一信号；
[0020]对所述第一信号执行逆傅里叶变换，得到第二信号；
[0021]确定所述第二信号的峰值点位置，根据所述峰值点位置调整第二信号的梯度，得到所述距离压缩信号。
[0022]在一些可能的实施方式中，所述基于构建的信号空间残余量对所述距离压缩信号执行补偿处理，得到补偿雷达信号，包括：
[0023]根据预设原则构建信号空间残余量；
[0024]根据所述信号空间残余量与所述距离压缩信号的乘积，得到所述补偿雷达信号。
[0025]在一些可能的实施方式中，所述利用多级重构策略对所述补偿雷达信号执行图像重构，得到雷达图像，包括：
[0026]根据所述补偿雷达信号依次构建初级重构图像和第q级重构图像，所述q为大于零且小于Q的整数，Q为重构的总级数；
[0027]将初级重构图像至第Q级重构图像执行相加处理，得到最终的雷达图像。
[0028]根据本公开的第二方面，提供了一种便携式弧形扫描微变监测雷达快速成像装置，其包括：
[0029]获取模块，用于获取弧形扫描范围内接收到的雷达监测信号，所述雷达监测信号带有旋转角度向信息；
[0030]距离压缩模块，用于对所述雷达监测信号执行距离向压缩，得到对应的距离压缩信号；
[0031]补偿模块，用于基于构建的信号空间残余量对所述距离压缩信号执行补偿处理，得到补偿雷达信号；
[0032]重构模块，用于利用多级重构策略对所述补偿雷达信号执行图像重构，得到雷达图像。
[0033]根据本公开的第三方面，提供了一种便携式弧形扫描微变监测雷达快速成像装置，包括：
[0034]天线子系统，用于发送雷达发射信号，并接收对应的雷达监测信号；
[0035]信号处理系统，用于对所述雷达监测信号进行处理，以重构雷达图像；
[0036]转动子系统，用于根据接收到的指令转动，并且带动所述天线子系统在预设角度范围内旋转；
[0037]控制子系统，用于向所述转动子系统发射旋转指令，以控制所述转动子系统在大于所述预设角度范围的角度范围内转动。
[0038]根据本公开的第四方面，提供了一种电子设备，其特征在于，包括：
[0039]处理器；
[0040]用于存储处理器可执行指令的存储器；
[0041]其中，所述处理器被配置为调用所述存储器存储的指令，以执行第一方面中任意一项所述的方法。
[0042]根据本公开的第五方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现第一方面中任意一项所述的方法。
[0043]本公开实施例中，通过获取弧形扫描范围内接收到的雷达监测信号，并对雷达监测信号进行距离项压缩和补偿处理，得到补偿雷达信号，进而利用多级重构策略执行图像重构，最终得到雷达图像。其中，通过对弧形扫描范围(预设角度范围)的具有角度信息的雷达监测信号进行处理，可以在接收信号或者发射信号存在阻挡的情况下，采集到精准的雷达图像。另外，通过多级重构可以进一步提高图像精度。
[0044]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本公开。
[0045]根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
[0046]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，这些附图示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于说明本公开的技术方案。
[0047]图1示出根据本公开实施例的便携式弧形扫描微变监测雷达快速成像方法的流程图；
[0048]图2示出根据本公开实施例的便携式弧形扫描微变监测雷达快速成像装置的结构示意图；
[0049]图3示出根据本公开实施例距离向压缩处理的流程图；
[0050]图4示出根据本公开实施例图像重构的流程图；
[0051]图5示出根据本公开实施例的便携式弧形扫描微变监测雷达快速成像装置的框图；
[0052]图6示出根据本公开实施例的一种电子设备800的框图；
[0053]图7示出根据本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种便携式弧形扫描微变监测雷达快速成像方法，其特征在于，包括：获取弧形扫描范围内接收到的雷达监测信号，所述雷达监测信号带有旋转角度向信息；对所述雷达监测信号执行距离向压缩，得到对应的距离压缩信号；基于构建的信号空间残余量对所述距离压缩信号执行补偿处理，得到补偿雷达信号；利用多级重构策略对所述补偿雷达信号执行图像重构，得到雷达图像。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取弧形扫描范围内接收到的雷达监测信号，包括：控制雷达在预设角度范围内按照预设角度旋转，并发送雷达发射信号；接收各预设角度的所述雷达发射信号对应的雷达回波信号；根据各预设角度的雷达回波信号，确定所述雷达监测信号。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：对所述雷达回波信号执行预处理，得到所述雷达监测信号；对接收到的雷达回波信号执行混频处理，得到中频信号；对所述中频信号执行冗余相位补偿处理，得到相位补偿信号；根据所述相位补偿信号以及所述雷达回波信号对应的角度，确定所述雷达监测信号。4.根据权利要求1
‑
3中任意一项所述的方法，其特征在于，所述对所述雷达监测信号执行距离向压缩，得到对应的距离压缩信号，包括：利用余弦窗对所述雷达监测信号压低信号旁瓣处理，得到第一信号；对所述第一信号执行逆傅里叶变换，得到第二信号；确定所述第二信号的峰值点位置，根据所述峰值点位置调整第二信号的梯度，得到所述距离压缩信号。5.根据权利要求1
‑
3中任意一项所述的方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄平平，谭维贤，乞耀龙，陈曙光，
申请(专利权)人：内蒙古方向图科技有限公司，
类型：发明
国别省市：