本发明专利技术提供一种子孔径高度计回波视配准方法，包含步骤如下：首先，将信号乘以频率变标函数，去除距离弯曲的空变性；然后，进行距离向的逆傅里叶变换，再乘以某一函数的逆傅里叶变换的共轭，即剩余视频相位校正函数，完成剩余视频相位校正，即“去斜”处理；最后，乘以如下逆频率变标函数：消除频率变标函数引入的一个二次相位误差，完成变标处理；对变标完成的信号乘以一线性相位函数进行距离徙动校正完成视距离向配准；对得到的视距离配准的子视进行方位压缩，得到一个孔径对应的压缩子视；对得到的所有压缩子视进行方位向配准，提取方位配准后的各等效子视单元用于后续的跟踪估计或成像处理。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及子孔径高度计，具体涉及。
技术介绍
子孔径高度计是新一代雷达高度计，它克服了传统雷达高度计脉冲限制的局限性，具有高性能、小型化等诸多优势。回波视配准平均方法主要实现子孔径高度计的子视压缩与配准平均，是子孔径高度计实现高精度测量的关键。传统雷达高度计在进行回波跟踪时，通常采用扩大的脉冲回波平均时间的方法来提高测量精度。但由于传统高度计脉冲有限体制的缺陷，用于估计的各脉冲回波序列之间由于天线的运动而存在脉冲足迹失配问题，影响了脉冲回波的平均效果，而且这种失配随着脉冲间隔的增大而愈加严重，从而在很大程度上削弱了通过增加脉冲回波平均的时间来进一步提高测量精度的效果。针对传统高度计的缺陷，人们提出了将合成孔径技术融入到高度计中来，象DDA(Delay-D0ppler Altimeter，延迟多普勒高度计)就是这样一类的新型高度计概念，它通过弯曲距离徙动补偿的方式对各脉冲回波进行配准，在很大程度上弥补了传统高度计的原理性缺陷。但象DDA 这类技术并没有考虑实际应用中宽波束时距离徙动的距离空变性，限制了有效回波平均数。而且DDA采用的是非聚焦方式，也没有考虑压缩视之间的方位配准问题。为实现高精度回波参数的估计，高度计跟踪估计的一个关键环节在于必须获得足够数量的独立回波样本，而且这些回波样本必须来自同一物理目标的不同雷达空间采样位置。比如传统高度计(无方位分辨能力)就是将同一波束照射区内，某些单维(距离) 物理分辨单元在各脉冲回波中的若干组独立雷达回波采样，分别做平均处理后，再进行目标足迹面(即波束照射区)的参数估计。而SAA(有方位分辨能力)则是将同一波束照射区内，每个二维(距离与方位)物理分辨单元在各视中的若干组独立雷达回波采样(每组采样对应着一个物理分辨单元在各视中的视分辨单元信号)，分别做平均处理后，再进行目标足迹面(即波束照射区内各方位分辨单元)参数估计。为了保证SAA的估计精度，任一组用于平均处理的各视分辨单元必须要满足如下三个条件一是必须对应同一物理分辨单元；二是彼此间相互统计独立；三是数量要足够。这将分别涉及到视分辨单元的物理意义一致性(或称对准)、视方位相关尺度设计和视平均口径设计，而其中尤以视分辨单元对准最为关键和复杂，存在多类误差可以导致视分辨单元的失准，其后果将直接引起视平均效果恶化，从而使得参数估计的精度下降乃至无效。实现视分辨单元的对准的过程，被称为视配准，其关键在于各类配准误差的校正。配准误差分为距离向和方位向两个部分误差，它们分别属于快时间域和慢时间域两个类型，即距离徙动和孔径偏差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，为克服DDA这类技术并没有考虑实际应用中宽波束时距离徙动的距离空变性，限制了有效回波平均数，本专利技术的子孔径高度计回波视配准方法的视配准步骤提供一种频率变标方法，以克服距离空变性带来的距离向失配准问题，同时在完成视配准后本专利技术的子孔径高度计回波视配准方法还进行了方位配准的步骤，以克服各子视孔径偏差造成的方位向失配准问题；另外，为克服传统非聚焦压缩方式导致的功率利用效率不高问题，本专利技术还给出一种聚焦的压缩方式；即本专利技术提供。为实现上述目的，本专利技术提供一种子孔径高度计回波视配准方法，该方法采用距离空变性徙动补偿方法完成各个子孔径对应子视的视距离配准并对得到的各子孔径对应的子视图像进行视方位向配准，所述的方法包含如下步骤1)对一子孔径内的原始数据二位矩阵进行预处理，得到方位向频域变换后的信号；2)对傅里叶变换后的信号进行频率变标处理，该处理具体子步骤如下首先，将信号乘以频率变标函数，去除距离弯曲的空变性，该频率变标函数为权利要求1.一种子孔径高度计回波视配准方法，该方法采用距离空变性徙动补偿方法完成各个子孔径对应子视的视距离配准并对得到的各子孔径对应的子视图像进行视方位向配准，所述的方法包含如下步骤1)对一子孔径内的原始数据二位矩阵进行去偏置和归一化预处理，得到频域变换后的信号；2)对方位傅里叶变换后的信号进行距离向频率变标处理，该处理具体子步骤如下 首先，将信号乘以频率变标函数，去除距离弯曲的空变性，该频率变标函数为2.根据权利要求1所述的子孔径高度计回波视配准方法，其特征在于，所述预处理包含快时间域到波数域的转换步骤和方位向的傅里叶变换步骤。3.根据权利要求1所述的子孔径高度计回波视配准方法，其特征在于，所述步骤5)的压缩包含如下步骤5-1)距离向二次压缩对得到的视距离配准的子视首先进行距离向初步压缩，再将该初步压缩信号乘以二次距离压缩的参考函数，该参考函数如下4.根据权利要求1所述的子孔径高度计回波视配准方法，其特征在于，所述步骤6)的方位向配准进一步包含6-1)沿雷达方位运动方向依次提取一方位分辨尺寸的物理单元对应的各子视，以天线波束天底点观测该单元时获得的子视为参考，准备进行方位配准；6-2)对任一子视采用平移插值法，设该子视子孔径相对参考子视子孔径的方位位置偏差为dx，以已知子视分布值为条件，通过多项式插值法或频域相位旋转因子补偿法，求取方位向偏离该子视中心线-dx位置处的等效子视单元分布值，获得该单元在各子视中映射的等效子视单元；6-3)提取方位配准后的各等效子视单元，用于后续的跟踪估计或成像处理。5.一种子孔径高度计回波视配准装置，该装置基于权利要求1所述的步骤，其特征在于，所述装置包含子视距离向配准单元，用于对预处理后的子孔径内的原始数据二维矩阵进行视距离向配准；压缩单元，用于对所述视距离配准得到的矩阵进行距离向和方位向压缩，得到压缩信号；方位配准单元，用于对压缩的信号进行方位向配准，得到最终的各等效子视单元的信号。6.根据权利要求5所述的子孔径高度计回波视配准装置，其特征在于，所述视距离配准单元进一步包含预处理单元用于子孔径内的原始数据二位矩阵进行去偏置和归一化预处理；变标单元，用于对预处理的包络信号进行频率变标处理；距离校正单元，用于对变标后的信号乘以一线性相位函数，完成视距离向配准。7.根据权利要求5所述的子孔径高度计回波视配准装置，其特征在于，所述压缩单元进一步包含距离向压缩单元，用于对得到的距离配准子视进行两次压缩； 方位向压缩单元，用于对得到的距离配准子视进行方位向压缩，该压缩方式可以为聚焦压缩或非聚焦压缩。8.根据权利要求5所述的子孔径高度计回波视配准装置，其特征在于，所述方位向配准单元进一步包含提取参考子视单元，确定该次方位向配准的参考位置。获得等效子视单元，根据各子视子孔径相对参考子视子孔径的位置差，采用多项式插值法或频域相位旋转因子补偿法，获得每个子视单元在各子视中映射的等效子视单元。9.根据权利要求5所述的子孔径高度计回波视配准装置，其特征在于，所述装置还包含一存储等效子视单元，用于存储各个等效子视单元组成的观测矩阵。全文摘要本专利技术提供一种子孔径高度计回波视配准方法，包含步骤如下首先，将信号乘以频率变标函数，去除距离弯曲的空变性；然后，进行距离向的逆傅里叶变换，再乘以某一函数的逆傅里叶变换的共轭，即剩余视频相位校正函数，完成剩余视频相位校正，即“去斜”处理；最后，乘以如下逆频率变标函数消除频率变标函数引入的一个二次相位误差，完成变标处理；对变标完成的信号乘以一线性相位函数进行距离徙动校正完成视距离向配准；对得到的视距离本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种子孔径高度计回波视配准方法，该方法采用距离空变性徙动补偿方法完成各个子孔径对应子视的视距离配准并对得到的各子孔径对应的子视图像进行视方位向配准，所述的方法包含如下步骤：１）对一子孔径内的原始数据二位矩阵进行去偏置和归一化预处理，得到频域变换后的信号；２）对方位傅里叶变换后的信号进行距离向频率变标处理，该处理具体子步骤如下：首先，将信号乘以频率变标函数，去除距离弯曲的空变性，该频率变标函数为：（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｈ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ＦＳ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）＆Ｄｅｌｔａ；（／ｍｉ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｋ（／ｍｉ）?（ｍｉ）Ｒ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ），（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｋ（／ｍｉ）?（ｍｉ）Ｘ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｅｘｐ（／ｍｉ）?（ｍｏ）［（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｊ（／ｍｉ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｓｕｂｓｕｐ）?（ｍｉ）Ｋ（／ｍｉ）?（ｍｉ）Ｒ（／ｍｉ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂｓｕｐ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（ｍｉ）ｂ（／ｍｉ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｆｒａｃ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ａ（／ｍｉ）?（ｍｉ）Ｘ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）］（／ｍｏ）?（ｍｏ）；（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍａｔｈ）然后，进行距离向的逆傅里叶变换，再乘以函数的逆傅里叶变换的共轭，完成剩余视频相位校正，即“去斜”处理；最后，乘以如下逆频率变标函数：（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｈ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ＩＦＳ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）＆Ｄｅｌｔａ；（／ｍｉ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｋ（／ｍｉ）?（ｍｉ）Ｒ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ），（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｋ（／ｍｉ）?（ｍｉ）Ｘ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｅｘｐ（／ｍｉ）?（ｍｏ）［（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｊ（／ｍｉ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ａ（／ｍｉ）?（ｍｉ）Ｘ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆Ｄｅｌｔａ；（／ｍｉ）?（ｍｓｕｂｓｕｐ）?（ｍｉ）Ｋ（／ｍｉ）?（ｍｉ）Ｒ（／ｍｉ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂｓｕｐ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（ｍｉ）ｂ（／ｍｉ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｆｒａｃ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ａ（／ｍｉ）?（ｍｉ）Ｘ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）］（／ｍｏ）?（ｍｏ），（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍａｔｈ）消除频率变标函数引入的一个二次相位误差，完成变标处理；３）对变标完成的信号乘以一线性相位函数进行距离徙动校正，该线性函数为：ＨＲＭＣ（ΔＫＲ，ＫＸ）＝ｅｘｐ［－ｊ（ＡＸＲｒｅｆ－Ｒｓ）ΔＫＲ］完成对信号的距离向配准；４）对得到的距离向配准后的信号进行方位压缩，得到一个子孔径对应的压缩子视；５）对得到的所有压缩子视进行方位向配准，提取方位配准后的各等效子视单元依序存储，用于后续的跟踪估计或成像处理；其中，ＫＲＣ基频波数，ＫＲ为径向波数，Ｒｒｅｆ为参考距离；Ｒｓ为场景中心距离；ＫＸ为方位向波数；γ为线性调频率，ｆｃ为载波频率，ｃ为光速，为距离向快时间；且以上参数满足以下关系式：ＫＲ＝ＫＲｃ＋ΔＫＲ，ｂ＝８πγ／ｃ２。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王志森，许可，杨双宝，刘和光，
申请(专利权)人：中国科学院空间科学与应用研究中心，
类型：发明
国别省市：11
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