合成孔径雷达回波丢帧检测方法技术

本发明专利技术提供了一种合成孔径雷达回波丢帧检测方法

【技术实现步骤摘要】
合成孔径雷达回波丢帧检测方法、系统、介质及设备


[0001]本专利技术涉及信号与信息处理的
，具体地，涉及合成孔径雷达回波丢帧检测方法
、
系统
、
介质及设备
。

技术介绍

[0002]合成孔径雷达
(Synthetic Aperture Radar,SAR)
因其具有全天时
、
全天候
、
高分辨率对地观测能力，在防灾减灾
、
海洋监测及地形测绘等领域得到了广泛的应用
。
由于星地数据传输链路环节多，且易受大气环境影响，地面接收到的
SAR
原始回波会出现不同程度的数据帧丢失现象
。
如果成像处理前不判断数据有没有丢帧，将会造成图像方位向偏移
、
成像质量下降等问题，进而影响
SAR
图像后续应用
。
[0003]目前，针对
SAR
回波数据丢帧检测问题，
《
基于
PRF
计数的
SAR
脉冲帧丢失实时诊断容错处理方法与系统
》(202210062322.3)
公开了一种基于脉冲重复频率
(PRF)
计数的
SAR
脉冲帧丢失实时诊断容错处理方法与系统，该方法仅利用帧头部的
PRF
计数进行异常帧检测，无法对帧内数据是否丢失进行检测
。
对于
SAR
原始回波丢帧问题，国内外尚未见有公开的基于回波数据自身特性的诊断方法
。《
一种基于相干系数阈值的冰川识别方法
》(CN201910813512.2)
公布了一种利用相干系数阈值的冰川识别方法，该方法利用冰川相干系数与其它地物相干系数的不同进行冰川的识别，未涉及回波丢帧检测问题；
《
一种
SAR
图像配准联系点粗差剔除方法
》(CN 201711423278.X)
公布了一种利用相干系数进行图像配准的方法，该方法利用相干系数进行配准偏移量的质量进行高精度配准偏移量的筛选，但未涉及回波丢帧检测问题；
《
合成孔径雷达干涉测量中地面控制点自动选取方法
》(CN201810340738.0)
公布了一种基于相干系数的合成孔径雷达干涉测量中地面控制点自动选取方法，该方法利用相干系数进行地面控制点的筛选，未涉及回波丢帧检测问题；
《
一种基于
SAR
图像的输电走廊树高提取方法
》(CN201910568790.6)
公布了一种利用
SAR
图像相干系数反演树木高度方法，该方法通过不同树高对应的相干系数不同进行树高反演，但未涉及回波丢帧检测问题
。
[0004]因此，需要提出一种新的技术方案以改善上述技术问题
。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种合成孔径雷达回波丢帧检测方法
、
系统
、
介质及设备
。
[0006]根据本专利技术提供的一种合成孔径雷达回波丢帧检测方法，所述方法包括如下步骤：
[0007]步骤
S1
：输入合成孔径雷达
SAR
原始回波数据及系统工作参数；
[0008]步骤
S2
：计算回波丢失检测阈值；
[0009]步骤
S3
：逐帧计算输入回波数据相邻帧的方位向相关系数；
[0010]步骤
S4
：比较回波相关系数与检测判断阈值的大小判定是否丢帧；
[0011]步骤
S5
：输出脉冲丢失检测结果
。
[0012]优选地，所述步骤
S2
包括如下步骤：
[0013]步骤
S2.1
：输入
SAR
系统工作参数，包括卫星速度
、
雷达双程天线方向图和脉冲重复频率；
[0014]步骤
S2.2
：计算回波未丢帧方位向回波信号的相干系数理论值
γ0：
[0015][0016]式中，
PRF
为脉冲重复频率，
A
为双程天线方向图，
f
a
为多普勒频率；
[0017]步骤
S2.3
：计算回波丢失1帧后方位向回波信号的相干系数理论值
γ1：
[0018][0019]步骤
S2.4
：计算回波丢失2帧后方位向回波信号的相干系数理论值
γ2：
[0020][0021]步骤
S2.5
：利用步骤
S2.2、
步骤
S2.3
和步骤
S2.4
计算的相干系数设置检测阈值
γ
det
：
[0022]γ
det
＝
α
·
γ0+(1
‑
α
)
·
max{
γ1,
γ2}
[0023]式中，
α
为权重系数，
0<
α
≤0.5
，能够自行调节
。
[0024]优选地，所述步骤
S3
包括如下步骤：
[0025]步骤
S3.1
：逐帧计算回波相邻帧间的相关函数
C(nan)
：
[0026][0027]式中，
s
为回波信号，
nan
表示方位向第
nan
帧，
nrn
表示距离向第
nrn
个采样点，
N
r
为距离向点数；
[0028]步骤
S3.2
：计算第
nan
帧回波强度和
I(nan)
：
[0029][0030]步骤
S3.3
：计算相邻帧相干系数：
[0031][0032]优选地，所述步骤
S4
中的回波丢帧判断方法：
[0033]如
γ
(nan)
＞
γ
det
，则当前帧连续；
[0034]如
γ
(nan)<
γ
det
，则表示当前帧与下一帧之间不连续
。
[0035]本专利技术还提供一种合成孔径雷达回波丢帧检测系统，所述系统包括如下模块：
[0036]模块
M1
：输入合成孔径雷达
SAR
原始回波数据及系统工作参数；
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种合成孔径雷达回波丢帧检测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤
S1
：输入合成孔径雷达
SAR
原始回波数据及系统工作参数；步骤
S2
：计算回波丢失检测阈值；步骤
S3
：逐帧计算输入回波数据相邻帧的方位向相关系数；步骤
S4
：比较回波相关系数与检测判断阈值的大小判定是否丢帧；步骤
S5
：输出脉冲丢失检测结果
。2.
根据权利要求1所述的合成孔径雷达回波丢帧检测方法，其特征在于，所述步骤
S2
包括如下步骤：步骤
S2.1
：输入
SAR
系统工作参数，包括卫星速度
、
雷达双程天线方向图和脉冲重复频率；步骤
S2.2
：计算回波未丢帧方位向回波信号的相干系数理论值
γ0：式中，
PRF
为脉冲重复频率，
A
为双程天线方向图，
f
a
为多普勒频率；步骤
S2.3
：计算回波丢失1帧后方位向回波信号的相干系数理论值
γ1：步骤
S2.4
：计算回波丢失2帧后方位向回波信号的相干系数理论值
γ2：步骤
S2.5
：利用步骤
S2.2、
步骤
S2.3
和步骤
S2.4
计算的相干系数设置检测阈值
γ
det
：
γ
det
＝
α
·
γ0+(1
‑
α
)
·
max{
γ1,
γ2}
式中，
α
为权重系数，
0<
α
≤0.5
，能够自行调节
。3.
根据权利要求1所述的合成孔径雷达回波丢帧检测方法，其特征在于，所述步骤
S3
包括如下步骤：步骤
S3.1
：逐帧计算回波相邻帧间的相关函数
C(nan)
：式中，
s
为回波信号，
nan
表示方位向第
nan
帧，
nrn
表示距离向第
nrn
个采样点，
N
r
为距离向点数；步骤
S3.2
：计算第
nan
帧回波强度和
I(nan)
：步骤
S3.3
：计算相邻帧相干系数：
4.
根据权利要求1所述的合成孔径雷达回波丢帧检测方法，其特征在于，所述步骤
S4
中的回波丢帧判断方法：如
γ
(nan)
＞
γ
det
，则当前帧连续；如
γ
(nan)<
γ
det
，则表示当前帧与下一帧之间不连续
。5.
一种合成孔径雷达回波丢帧检测系统，其特征在于，所述系统包括如下模块：模块
M1
：输入合成孔径雷达
SAR
原始回波数据及系统工作参数；模块
M2
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈筠力，刘艳阳，路瑞峰，李相东，张明广，温俊健，
申请(专利权)人：上海卫星工程研究所，
类型：发明
国别省市：