【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于雷达数据处理，具体涉及一种分布式合成孔径雷达快速投影成像方法及设备。
技术介绍
1、分布式合成孔径雷达系统可以被视为多个双基合成孔径雷达(bistaticsynthetic aperture radar，简称bi-sar)系统的组合，而时域算法具有成像聚焦性能不受灵活的双基构型和复杂的雷达平台运动轨迹所影响的优势，因此时域算法在分布式合成孔径雷达系统的成像领域广泛应用。但是，时域算法的原型后向投影(back projection，简称bp)算法，存在计算量大，成像效率低，难以实时成像的问题。因此，针对bp算法运算复杂度高的问题提出了快速分解后向投影(fast factorized back projection，简称ffbp)算法。
2、bi-sar系统的现有ffbp算法中，基于极坐标系的ffbp算法由于复杂的坐标插值和坐标转换计算，导致快速时域算法计算效率损失。而基于笛卡尔坐标系的ffbp算法结合基于快速傅里叶变换的变换域补零升采样方法，能够有效地避免算法中大量的坐标转换计算和二维插值操作。但是，由于笛卡尔坐标系不具备极坐标系在角域方向上低采样率的特性，且成像坐标系的轴方向与传播时延梯度方向不一致，当空间域采样率一定时，子孔径图像往往由于高奈奎斯特采样要求而导致其频谱存在混叠和模糊，这不利于子孔径图像完成无失真重建和相干融合。针对该问题，已有研究提出在子孔径图像升采样之前首先进行波数谱两步校正，完成校正后波数谱宽度被压缩，空间域奈奎斯特采样要求有效降低。此时，降低空间域奈奎斯特采样要求(nyquist
3、因此，现有的分布式合成孔径雷达快速投影成像方法存在计算复杂度高、成像效率低且应用鲁棒性差的问题。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中所存在的上述问题，本专利技术提供了一种分布式合成孔径雷达快速投影成像方法及设备。
2、本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
3、第一方面，本专利技术提供了一种分布式合成孔径雷达快速投影成像方法，包括：
4、s101、利用笛卡尔构型坐标系获取雷达回波数据和平台惯导数据，并对雷达回波数据进行距离向脉压聚焦处理，获得距离向的聚焦雷达回波数据；
5、s102、基于预设笛卡尔成像坐标系准则建立笛卡尔成像坐标系，并利用笛卡尔成像坐标系将平台惯导数据转换为转换惯导数据；
6、s103、将全孔径进行孔径划分得到多个子孔径；
7、s104、在多个子孔径中基于预设空间域奈奎斯特采样要求依次进行网格划分获得对应的成像网格，在每个成像网格中利用平台惯导数据以及对应子孔径的聚焦雷达回波数据进行后向投影，获得多个子孔径图像；
8、s105、对相邻子孔径图像进行校正处理，得到重建子孔径图像；校正处理基于居中补偿滤波器和倾斜校正滤波器执行，居中补偿滤波器和倾斜校正滤波器基于波数谱的特点构建得到；校正处理包括：波数谱校正、升采样重建以及相位恢复处理；
9、s106、将相邻的重建子孔径图像进行图像融合处理，得到重建融合图像；
10、s107、将s106的结果作为s105中的子孔径图像，重复执行s105-s106，直到完成多阶段融合处理并得到完整融合图像，将完整融合图像作为最终投影成像结果。
11、可选地，聚焦雷达回波数据表示为：
12、
13、其中，s2(tr,t)表示聚焦雷达回波数据，tr表示距离快时间变量，t表示方位慢时间，α表示反射系数，sinc(·)表示sinc函数，sin(x)表示正弦函数，x表示sinc函数的自变量，br表示雷达发射线调频信号的带宽，c表示光速，r0(t)表示t时刻收发平台到目标点p0的斜距历程和，wa(t)表示发射信号在t时刻的方位窗函数，exp(·)表示自然指数函数，j表示虚数单位，k表示波数常量。
14、可选地，预设笛卡尔成像坐标系准则包括：
15、以笛卡尔构型坐标系的坐标原点，作为笛卡尔成像坐标系的成像原点；
16、以全孔径中心时刻tc的多普勒梯度方向作为笛卡尔成像坐标系的第一坐标轴方向；
17、基于右手准则以及第一坐标轴方向确定笛卡尔成像坐标系的第二坐标轴方向；
18、基于成像原点、第一坐标轴方向以及第二坐标轴方向共同建立笛卡尔成像坐标系。
19、可选地，全孔径中心时刻tc的多普勒梯度方向表示为：
20、
21、表示全孔径中心时刻tc的多普勒梯度方向，o表示笛卡尔构型坐标系的坐标原点，λ表示雷达信号载波频率对应的波长，表示全孔径中心时刻tc下接收平台在笛卡尔构型坐标系中的速度矢量，表示全孔径中心时刻tc下发射平台在笛卡尔构型坐标系中的速度矢量，ζr(tc)表示在全孔径中心时刻tc下接收平台在笛卡尔构型坐标系中的空间坐标，ζt(tc)表示在全孔径中心时刻tc下发射平台在笛卡尔构型坐标系中的空间坐标。
22、可选地，将全孔径进行孔径划分得到多个子孔径，包括：
23、按照目标子孔个数对全孔径进行均匀划分，得到多个子孔径。
24、可选地，预设空间域奈奎斯特采样要求包括：
25、
26、δm表示预设空间域奈奎斯特采样的m轴采样间隔，δn表示预设空间域奈奎斯特采样的n轴采样间隔，aus表示过采样系数，δkm表示沿m轴方向的波数谱宽度，δkn表示沿n轴方向的波数谱宽度；
27、
28、其中，km表示任意一个网格点p处的波数域信号变量，ts表示子孔径开始方位慢时间，te表示子孔径终止方位慢时间；λmax＝c/(fc-0.5br)，λmin＝c/(fc+0.5br)，br表示雷达发射线调频信号的带宽，c表示光速，fc为雷达发射信号的中心调制载频，表示笛卡尔成像坐标系的第二坐标轴方向的单位向量，ζr(tc′)表示在子孔径中心时刻tc′下接收平台在笛卡尔构型坐标系中的空间坐标，ζt(tc′)表示在子孔径中心时刻tc′下发射平台在笛卡尔构型坐标系中的空间坐标。
29、可选地，任意子孔径图像表示为：
30、
31、其中，i(p)表示子孔径图像，t表示方位慢时间，表示聚焦雷达回波数据，j表示虚数单位，k表示波数常量，r(p,t)为在t时刻网格点p与接收平台和发射平台的空间斜距和，c表示光速。
32、可选地，s105具体包括：
33、对重建子孔径图像中的成像网格进行子网格划分，得到多个子成像网格，并基于多个子成像网格构建居中补偿滤波器；
34、利用居中补偿滤波器对多个子成像网格进行波数谱中心一致居中补偿处理，得本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种分布式合成孔径雷达快速投影成像方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种分布式合成孔径雷达快速投影成像方法，其特征在于，所述聚焦雷达回波数据表示为：
3.根据权利要求1所述的一种分布式合成孔径雷达快速投影成像方法，其特征在于，所述预设笛卡尔成像坐标系准则包括：
4.根据权利要求3所述的一种分布式合成孔径雷达快速投影成像方法，其特征在于，所述全孔径中心时刻tc的多普勒梯度方向表示为：
5.根据权利要求1所述的一种分布式合成孔径雷达快速投影成像方法，其特征在于，所述将全孔径进行孔径划分得到多个子孔径，包括：
6.根据权利要求1所述的一种分布式合成孔径雷达快速投影成像方法，其特征在于，所述预设空间域奈奎斯特采样要求包括：
7.根据权利要求6所述的一种分布式合成孔径雷达快速投影成像方法，其特征在于，任意所述子孔径图像表示为：
8.根据权利要求6所述的一种分布式合成孔径雷达快速投影成像方法，其特征在于，S105具体包括：
9.根据权利要求1所述的一种分布式合成孔径雷达快速投影
10.一种分布式合成孔径雷达快速投影成像设备，其特征在于，包括：处理器、存储介质和总线，所述存储介质存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当所述分布式合成孔径雷达快速投影成像设备运行时，所述处理器与所述存储介质之间通过总线通信，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行如权利要求1-9任一项所述分布式合成孔径雷达快速投影成像方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种分布式合成孔径雷达快速投影成像方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种分布式合成孔径雷达快速投影成像方法，其特征在于，所述聚焦雷达回波数据表示为：
3.根据权利要求1所述的一种分布式合成孔径雷达快速投影成像方法，其特征在于，所述预设笛卡尔成像坐标系准则包括：
4.根据权利要求3所述的一种分布式合成孔径雷达快速投影成像方法，其特征在于，所述全孔径中心时刻tc的多普勒梯度方向表示为：
5.根据权利要求1所述的一种分布式合成孔径雷达快速投影成像方法，其特征在于，所述将全孔径进行孔径划分得到多个子孔径，包括：
6.根据权利要求1所述的一种分布式合成孔径雷达快速投影成像方法，其特征在于，所述预设空间域奈奎斯特采样...
【专利技术属性】
技术研发人员：李亚超，安培赟，王义涛，朱宇轩，宋炫，冶佩，
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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