一种适用于曲线轨迹制造技术

本发明专利技术提供了一种适用于曲线轨迹

【技术实现步骤摘要】
一种适用于曲线轨迹SAR的RAA剩余空变误差补偿方法


[0001]本专利技术属于雷达成像
，具体涉及一种适用于曲线轨迹
SAR
的
RAA
剩余空变误差补偿方法
。

技术介绍

[0002]合成孔径雷达以微波谱段的电磁波作为探测载体来观测地表特征，具有全天候
、
全天时
、
穿透力强
、
多功能
、
多用途等特点
。
它的二维高分辨率的优势使得
SAR
在深空探测
、
地形测绘
、
海上搜救和自动驾驶等领域广泛应用
。
然而，近年来，由于实际的需求的变化，合成孔径雷达的运动状态不再局限于简单的正侧视匀速直线运动，越来越多的应用场景对
SAR
成像技术提出了新的要求，如曲线轨迹，高分辨和大前斜视
。
为了满足载机安全和广域成像的需求，越来越多的合成孔径雷达要求在曲线轨迹和大前斜视环境中工作，但是运动轨迹的非线性特性以及大前斜视角等因素会导致现有算法近似误差较大，精度不足，从而限制了
SAR
成像的有效场景尺寸，给大前斜视成像带来了新的挑战
。
因此，研究能够适用于大前斜视高分宽幅条件下的
SAR
成像技术具有重要的理论意义，实用价值和现实需求
。
[0003]现有方案：西安电子科技大学在其申请的专利文献“基于半径角度插值的高超声速机动平台<br/>SAR
成像方法”(
申请号
201910815843.X
申请公布号
CN110515080A)
公开了一种基于半径角度插值的高超声速机动平台
SAR
成像方法，该方法通过对雷达回波信号进行距离向脉冲压缩以及一致相位补偿处理，对距离频域方位时域信号进行半径角度二维插值，最后通过二维傅里叶变换得到二维聚焦图像
。
该方法适用性较好，操作简单，能够弥补现有技术对非理想平面成像场景聚焦精度较差的缺陷
。
但是该方法在大前斜视高分辨大幅宽条件下，该方法对平台的斜距历程进行展开时存在较大的近似，边缘点的剩余相位误差较大，聚焦效果较差，导致成像结果中远离场景中心点的目标出现散焦现象，限制了成像幅宽
。
该方法严重情况甚至无法成像，存在有效的成像场景较小的问题
。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种适用于曲线轨迹
SAR
的
RAA
剩余空变误差补偿方法
。
本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
[0005]本专利技术提供了一种适用于曲线轨迹
SAR
的
RAA
剩余空变误差补偿方法，包括：
[0006]S100
，获取大前斜视高分辨率的
SAR
回波数据，并采用半径角度插值算法对所述
SAR
回波数据进行成像处理得到最初成像结果；
[0007]S200
，利用时频映射的新方法构造剩余相位误差空域模型；
[0008]S300
，利用
S200
的剩余相位误差空域模型对所述最初成像结果中的有效成像区域块进行相位误差补偿得到最终
SAR
图像
。
[0009]有益效果：
[0010]本专利技术提供了一种适用于曲线轨迹
SAR
的
RAA
剩余空变误差补偿方法包括：获取大前斜视高分辨率的
SAR
回波数据，并采用半径角度插值算法对所述
SAR
回波数据进行成像处
理得到最初成像结果；利用时频映射的新方法构造空域的剩余相位误差空域模型；利用剩余相位误差空域模型对所述最初成像结果中有效成像区域块进行相位误差补偿得到最终
SAR
图像
。
[0011]本专利技术将半径角度插值算法引入到机载曲线轨迹大前斜视
SAR
成像中，在大前斜视条件下，该算法在推导过程中存在较大的近似，对于场景边缘点目标存在较大的剩余相位误差，会导致图像边缘点成像质量较差等问题，进而极大的限制了算法的聚焦深度
。
本专利技术通过构造剩余相位误差空域模型，设计剩余误差补偿方法，对剩余相位误差进行补偿，提高了在曲线轨迹大前斜视条件下的算法聚焦精度，扩大有效的成像场景，极大的改善了剩余误差对大前斜视，大场景成像的限制
。
[0012]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
[0013]图1是本专利技术提供的一种适用于曲线轨迹
SAR
的
RAA
剩余空变误差补偿方法的流程示意图；
[0014]图2是本专利技术提供的成像场景设计示意图；
[0015]图3是现有技术的成像效果图；
[0016]图4是本专利技术的成像效果图；
[0017]图5‑
图6为本专利技术对实测数据进行成像的效果图
。
具体实施方式
[0018]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
。
[0019]参考图1，本专利技术提供了一种适用于曲线轨迹
SAR
的
RAA
剩余空变误差补偿方法包括：
[0020]S100
，获取大前斜视高分辨率的
SAR
回波数据，并采用半径角度插值算法对所述
SAR
回波数据进行成像处理得到最初成像结果；
[0021]S100
中的成像结果表示为：
[0022]s1(K
p
,K
θ
)
＝
exp(K
p
(|r
p
|
‑
|r
c
|)+K
θ
(cos
θ
p
‑
cos
θ
c
)+e
r
)
ꢀꢀ
(1)
；
[0023]其中，
K
p
为半径波数，
K
θ
为角度波数，
r
p
任意点方位零时刻的斜距，
r
c
为参考点方位零时刻的斜距差，
θ
p
为任意点方位零时刻的角度，
θ
c
为参考点方位零时刻的角度
。
[0024]S200
，利用
RAA
算法构造剩余相位误差空域模型；
[0025]本专利技术的
S200
包括：
[0026]S2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种适用于曲线轨迹
SAR
的
RAA
剩余空变误差补偿方法，其特征在于，包括：
S100
，获取大前斜视高分辨率的
SAR
回波数据，并采用半径角度插值算法对所述
SAR
回波数据进行成像处理得到最初成像结果；
S200
，利用时频映射的新方法构造剩余相位误差空域模型；
S300
，利用
S200
的剩余相位误差空域模型对所述最初成像结果中的有效成像区域块进行相位误差补偿得到最终
SAR
图像
。2.
根据权利要求1所述的适用于曲线轨迹
SAR
的
RAA
剩余空变误差补偿方法，其特征在于，
S100
中的成像结果表示为：
s1(K
p
,K
θ
)
＝
exp(K
p
(|r
p
|
‑
|r
c
|)+K
θ
(cos
θ
p
‑
cos
θ
c
)+e
r
) (1)
；其中，
K
p
为半径波数，
K
θ
为角度波数，
r
p
任意点方位零时刻的斜距，
r
c
为参考点方位零时刻的斜距差，
θ
p
为任意点方位零时刻的角度，
θ
c
为参考点方位零时刻的角度
。3.
根据权利要求2所述的适用于曲线轨迹
SAR
的
RAA
剩余空变误差补偿方法，其特征在于，
S200
包括：
S210
，在方位时域通过泰勒级数展开得到算法近似过程中的剩余相位误差；
S220
，利用
S210
中的剩余相位误差，构造方位时间与两维波数之间的非线性映射关系；
S230
，根据
S220
的非线性映射关系，并利用级数反演法求出空域的方位时间表达式；
S240
，利用
S210
中的剩余相位误差
、S220
的非线性映射关系和
S230
的方位时间表达式构造空域的剩余相位误差空域模型
。4.
根据权利要求3所述的适用于曲线轨迹
SAR
的
RAA
剩余空变误差补偿方法，其特征在于，
S210
中的剩余相位误差表示为：其中，
f
r
为距离频率，
f
c
为载频，
c
为光速，
r
A
(
η
)
为任意点的斜距历程，
|r
c
(
η
)|
为参考点的斜距历程，
η
为方位时间，为斜距历程的泰勒级数展开，
Δ
r
＝
|r
p
|
‑
|r
c
|
为任意点与参考点方位零时刻的斜距差，为斜距历程的泰勒级数展开，
Δθ
＝
cos
θ
p
‑
cos
θ
c
为任意点与参考点方位零时刻的角度余弦差；
S220
中的非线性映射关系表示为：
ξ0＝
ξ1η
*1
+
ξ2η
*2
+
ξ3η
*3
+
ξ4η
*4
…
(4)
；
其中，
η
*
为方位时间的空域表达，
η
*
的上角标表示幂，
n
为求偏导次数；
S2...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐世阳，杜旺旺，贺子轩，张林让，张娟，李亚超，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：