本发明专利技术公开了一种低轨卫星辐射源的被动双基前视SAR聚束成像方法，包括：计算接收平台的接收波门的起始位置，并根据起始位置接收来自地面成像场景区域的雷达回波信号；确定距离向NCS滤波器，并采用距离向NCS滤波器对接收到的雷达回波信号滤波，得到第一滤波信号；根据第一滤波信号分别确定距离向距离徙动矫正滤波器、距离向脉压滤波器和距离向二次脉压滤波器，并采用确定的滤波器对第一滤波信号进行距离向脉压聚焦处理，得到第一聚焦信号；确定方位向NCS滤波器，并采用方位向NCS滤波器对第一聚焦信号滤波处理，得到第二滤波信号；确定匹配滤波器，并采用匹配滤波器对第二滤波信号在方位向聚焦，得到第二聚焦信号；对第二聚焦信号处理，得到SAR图像。得到SAR图像。得到SAR图像。
【技术实现步骤摘要】
一种低轨卫星辐射源的被动双基前视SAR聚束成像方法
[0001]本专利技术属于雷达
，具体涉及一种低轨卫星辐射源的被动双基前视SAR聚束成像方法。
技术介绍
[0002]低轨卫星辐射源的被动双基前视合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）构型能够在接收平台的正前方区域形成高分辨的SAR图像，有利于提取高精度定位制导信息。该构型利用星载平台作为照射源，具有波束覆盖范围广和同步信号质量好的优势。然而，由于双基前视SAR的回波信号缺乏精确的解析频谱以及回波信号特性存在二维空变性，导致其在大幅宽场景中远离场景中心区域的聚焦效果急剧恶化。针对上述问题，现有的双基非线性调频变标（Nonlinear Chirp Scaling，NCS）算法大都局限于单站固定构型和方位向NCS算法。
[0003]由于收发分置的运动平台在空间中的几何位置、速度矢量等运动参数的不同，导致双基前视SAR构型复杂多变。同时，由于双基前视SAR构型的接收平台还具有机动性强的特点，导致双基前视SAR的回波信号中具有复杂的二维空变性。构型多样性的特点和二维空变特性的存在导致回波信号缺乏足够精确的解析频谱。针对该问题，已有学者提出了Loffeld's bistatic formula（LBF）、级数反演法（Method of Series Reversion，MSR）、距离多普勒算法（Range
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Doppler Algorithm，RDA）和调频变标算法（Chirp Scaling Algorithm，CSA）。一些学者提出了双基NCS算法。目前这些算法大都基于单站固定构型或者属于方位NCS算法，对于低轨卫星辐射源的被动双基前视SAR构型，上述成像算法在大幅宽场景中的边缘点聚焦成像效果差。
技术实现思路
[0004]为了解决相关技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种低轨卫星辐射源的被动双基前视SAR聚束成像方法。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：本专利技术提供一种低轨卫星辐射源的被动双基前视SAR聚束成像方法，包括：S1、计算接收平台的接收波门的起始位置，并根据所述起始位置接收来自地面成像场景区域的雷达回波信号；所述雷达回波信号是所述地面成像场景区域对发射平台发射的雷达信号进行反射后的信号；S2、确定距离向NCS滤波器，并采用所述距离向NCS滤波器对接收到的雷达回波信号进行滤波，得到第一滤波信号；S3、根据所述第一滤波信号分别确定距离向距离徙动矫正滤波器、距离向脉压滤波器和距离向二次脉压滤波器；S4、根据所述距离向距离徙动矫正滤波器、所述距离向脉压滤波器和所述距离向二次脉压滤波器，对所述第一滤波信号进行距离向脉压聚焦处理，得到第一聚焦信号；S5、确定方位向NCS滤波器，并采用所述方位向NCS滤波器对所述第一聚焦信号进
行滤波处理，得到第二滤波信号；S6、确定匹配滤波器，并采用所述匹配滤波器对所述第二滤波信号在方位向进行聚焦，得到第二聚焦信号；S7、对所述第二聚焦信号进行处理，得到SAR图像。
[0005]本专利技术具有如下有益技术效果：通过在低轨卫星辐射源的被动双基前视SAR构型下，提出距离向NCS操作对回波信号的距离向空变参数进行均衡，使得距离向空变参数在二维频域中能够进行一致消除；在方位向上，将收、发平台的多普勒贡献进行分解，利用方位向NCS消除方位向参数的高阶空变，通过构造滤波器对回波信号聚焦，能够在大幅宽场景中改善场景中边缘点的聚焦质量，提高距离向和方位向的分辨率，从而获得全局聚焦良好的SAR图像。同时，也为低轨卫星辐射源的被动双基前视SAR构型提供了一种高效且实用的频域成像方法。
[0006]以下将结合附图及实施例对本专利技术做进一步详细说明。
附图说明
[0007]图1为本专利技术实施例提供的示例性的低轨卫星辐射源的被动双基前视SAR构型的空间几何构型示意图；图2为本专利技术实施例提供的低轨卫星辐射源的被动双基前视SAR聚束成像方法的一个流程图；图3为本专利技术实施例提供的示例性的NCS操作的原理示意图；图4为本专利技术实施例提供的示例性的合成孔径中心时刻双基前视构型在平面的几何构型示意图；图5为本专利技术实施例提供的示例性的发射平台和接收平台在合成孔径中心时刻的空间几何构型示意图。
具体实施方式
[0008]下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0009]在本专利技术的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0010]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本专利技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
[0011]尽管在此结合各实施例对本专利技术进行了描述，然而，在实施所要求保护的本专利技术过程中，本领域技术人员通过查看所述附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实
现所述公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。
[0012]具体而言，目前，现有成像方法（传统成像方法）没有提出精确的距离多普勒域频谱，即现有双基SAR频域成像算法大多是基于回波信号的二维频谱进行匹配滤波，在距离向仅考虑线性的空变分量，因此成像幅宽受到了限制。现有方法大幅宽场景中的边缘聚焦成像效果差，即在大幅宽场景成像应用中，传统成像算法由于回波信号中复杂的二维耦合空变的存在，大幅宽场景中边缘点的成像聚焦效果变差。
[0013]针对上述问题，本专利技术提供一种低轨卫星辐射源的被动双基前视SAR聚束成像方法，其中，在低轨卫星辐射源的被动双基前视SAR构型下，对回波信号的距离多普勒域频谱解析表达式进行精确推导；基于该表达式，提出距离向NCS操作对回波信号的距离向空变参数进行均衡，使得距离向空变参数在二维频域中能够进行一致消除。在方位向上，将收发平台的多普勒贡献进行分解，利用方位向NCS消除方位向参数的高阶空变。最后，通过构造方位向滤波器对回波信号进行聚焦。能够显著改善大幅宽场景成像中边缘点的聚焦质量，从而获得全局聚焦良好的SAR图像。
[0014]图1为本专利技术所应用的低轨卫星辐射源的被动双基前视SAR构型（系统）的空间几何本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种低轨卫星辐射源的被动双基前视SAR聚束成像方法，其特征在于，包括：S1、计算接收平台的接收波门的起始位置，并根据所述起始位置接收来自地面成像场景区域的雷达回波信号；所述雷达回波信号是所述地面成像场景区域对发射平台发射的雷达信号进行反射后的信号；S2、确定距离向NCS滤波器，并采用所述距离向NCS滤波器对接收到的雷达回波信号进行滤波，得到第一滤波信号；S3、根据所述第一滤波信号分别确定距离向距离徙动矫正滤波器、距离向脉压滤波器和距离向二次脉压滤波器；S4、根据所述距离向距离徙动矫正滤波器、所述距离向脉压滤波器和所述距离向二次脉压滤波器，对所述第一滤波信号进行距离向脉压聚焦处理，得到第一聚焦信号；S5、确定方位向NCS滤波器，并采用所述方位向NCS滤波器对所述第一聚焦信号进行滤波处理，得到第二滤波信号；S6、确定匹配滤波器，并采用所述匹配滤波器对所述第二滤波信号在方位向进行聚焦，得到第二聚焦信号；S7、对所述第二聚焦信号进行处理，得到SAR图像。2.根据权利要求1所述的低轨卫星辐射源的被动双基前视SAR聚束成像方法，其特征在于，步骤S1包括：S11、获取所述接收平台的速度、方位向慢时间时刻所述接收平台至所述地面成像场景区域的中心点的第一斜距历程，以及方位向慢时间时刻所述发射平台至所述中心点的第二斜距历程；S12、基于所述接收平台的速度、所述第一斜距历程和所述第二斜距历程，计算所述起始位置，根据所述起始位置接收来自地面成像场景区域的所述雷达回波信号；其中，的公式为：，为方位向慢时间，为所述第一斜距历程与所述第二斜距历程之和，为预设斜距幅宽，为光速，为所述接收平台的速度。3.根据权利要求1所述的低轨卫星辐射源的被动双基前视SAR聚束成像方法，其特征在于，步骤S2包括：S21、获取所述接收平台的速度、所述发射平台的速度、所述雷达回波信号的载波频率、所述雷达信号的线性调频率、方位向慢时间时刻所述接收平台至所述地面成像场景区域的中心点的第一斜距历程、方位向慢时间时刻所述发射平台至所述中心点的第二斜距历程、方位向频率、合成孔径中心时刻所述接收平台与所述中心点的连线与坐标系y轴之间的第一夹角，以及所述合成孔径中心时刻所述发射平台与所述中心点的连线与坐标系y轴之间的第二夹角；所述坐标系是以所述接收平台为原点，以地面为平面建立的笛卡尔坐标系；S22、基于所述速度、所述雷达回波信号的载波频率、所述雷达信号的线性调频率、所述第二斜距历程、所述方位向频率、所述第一夹角和所述第二夹角，计算非线性调频相位的系
数，并根据所述非线性调频相位的系数得到所述距离向NCS滤波器；S23、采用所述距离向NCS滤波器对接收到的雷达回波信号进行滤波，得到所述第一滤波信号。4.根据权利要求3所述的低轨卫星辐射源的被动双基前视SAR聚束成像方法，其特征在于，所述S23包括：S231、对接收到的雷达回波信号进行距离向傅里叶变换，得到雷达回波信号的距离频谱；S232、对所述回波信号的距离频谱进行方位向傅里叶变换，得到所述雷达回波信号的二维频谱；S233、对所述雷达回波信号的二维频谱进行形式变换...
【专利技术属性】
技术研发人员：李亚超，刘裕洲，安培赟，宋炫，高永婵，张鹏，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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