本发明专利技术公开了一种基于高精度插值的双基地合成孔径雷达成像方法，它是针对当前的双基地合成孔径雷达后向投影成像方法插值精度低的缺点，通过将高精度的非均匀快速傅里叶变换方法应用到时域成像插值步骤中，实现了高精度双基地合成孔径雷达成像。与现有的方法相比，本发明专利技术方法既保持了时域成像方法适用性广、内存开销小、易实施运动补偿等优点，而且能够获得更高质量的成像结果。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，它是针对当前的双基地合成孔径雷达后向投影成像方法插值精度低的缺点，通过将高精度的非均匀快速傅里叶变换方法应用到时域成像插值步骤中，实现了高精度双基地合成孔径雷达成像。与现有的方法相比，本专利技术方法既保持了时域成像方法适用性广、内存开销小、易实施运动补偿等优点，而且能够获得更高质量的成像结果。【专利说明】
本技术专利技术属于雷达
，它特别涉及了双基地合成孔径雷达成像
。
技术介绍
双基地合成孔径雷达(Bistaticsynthetic aperture radar,简写为 BSAR)是指收、发天线分置于两个不同平台的合成孔径雷达系统。由于收、发平台分置，双基地合成孔径雷达具有隐蔽性好，安全性高，抗干扰能力强的优点；此外，双基地合成孔径雷达能够突破传统单基地SAR系统前视成像盲区的限制，可对接收机正前方目标实现二维高分辨成像。因此，双基地合成孔径雷达系统可以应用于全天时、全天候的飞行器自主着陆、自主导航、物资空投等领域，为国民经济的发展和国家安全发挥重要的作用。双基地合成孔径雷达时域成像方法利用时域后向投影对回波信号进行相干积累，达到聚焦成像的目的。该成像方法适用于任意飞行速度、飞行轨迹的收、发平台构成的双基地合成孔径雷达的成像处理，因而具有适用性广的优点；此外，时域成像算法还具有内存开销小、易进行运动补偿等优势，因此，时域成像算法在双基地合成孔径雷达信号处理领域具有广泛的应用价值。双基地合成孔径雷达时域成像方法关键步骤之一为对回波数据的插值处理，其插值精度将会对成像质量产生重要影响。传统插值方法，采用近邻插值、线性插值等方法实现，这些方法插值精度低，会产生较大误差 ，降低成像结果的性能，无法满足高质量成像的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服当前双基地合成孔径雷达时域成像处理中插值方法精度低等不足，提供。该插值方法使用一维非均匀傅里叶快速变换实现时域成像处理中的插值，实现了高精度双基地合成孔径雷达成像。与现有的方法相比，该方法既保持了时域成像方法适用性广、内存开销小、易实施运动补偿等优点，而且能够获得更高质量的成像结果。为了方便描述本专利技术的内容，首先作以下术语定义:定义1、距离史、距离门距离史是指接收机和发射机的天线相位中心到场景中散射点的距离之和；距离门是指对应距离史的回波数据在整个回波数据矩阵中的位置。定义2、合成孔径雷达成像场景参考点合成孔径雷达成像场景参考点是指合成孔径雷达成像空间中的某个散射点，作为分析和处理场景中其他散射点的参照。定义3、合成孔径雷达标准距离压缩方法合成孔径雷达标准距离压缩方法是指利用合成孔径雷达发射参数，采用以下公式生成参考信号，并采用匹配滤波技术对合成孔径雷达的距离向信号进行滤波的过程。【权利要求】1.，其特征是它包括如下步骤: 步骤1:初始化参数 初始化成像系统参数包括:雷达系统工作的信号波长，记做λ，雷达系统发射信号带宽，记做B，雷达系统发射脉冲时宽，记做?；，雷达系统采样频率，记做Fs，雷达系统脉冲重复频率，记做PRF，雷达发射平台速度矢量，记做V；，雷达接收平台速度矢量，记做f，雷达发射平台初始位置矢量，记做雷达接收平台初始位置矢量，记做^，场景参考点位置矢量，记做雷达系统距离向采样点数，记做队，雷达系统方位向采样点数，记做Na，光的传播速度，记做C ； 初始化场景参数:图像距离向像素点间隔，记做4，图像方位向像素点间隔，记做da，图像距离向像素点数，记做&图像方位向像素点数，记做Sa ; 双基地合成孔径雷达原始回波数据，记做L是一个二维的数据矩阵，时刻雷达原始回波数据^数据矩阵每列数据是方位向回波信号的采样，每行的数据是逐个单脉冲距离向回波信号的采样； 步骤I中所述参数均为已知； 步骤2:距离压缩 对步骤I中的双基地合成孔径雷达原始回波数据i采用传统的合成孔径雷达标准距离压缩方法进行压缩，得到距离压缩后的数据§^化，0，是一个二维矩阵，τ代表矩阵第一维索引，t代表矩阵第二 维索引； 步骤3:计算天线相位中心位置 利用公式万(/J ) = ^ + ^ Λ / PlF和公式取Λ) = 5 + ξ * Il / IW分别计算得到雷达发射、接收平台在第η个PRF时刻的天线相位中心矢量万(《)以及取/I),其中，瓦、Wo分别是雷达发射、接收平台初始位置矢量，ξ、E分别是雷达发射、接收平台速度矢量，PRF是雷达系统脉冲重复频率，η = I,..., Na, η表示第η个PRF时刻，Na是雷达系统方位向采样点数； 步骤4:计算目标位置采用公式P(a,r) = Pd + (r-1)<.+ (αK.计算得到图像中像素点P (a, r)的位置矢量六/M.)，其中，万是场景参考点位置矢量—和？；是合成孔径雷达成像空间的坐标基，r表示像素点位于图像距离向的第r个位置，r = I,..., sr, Sr为子图像距离向的像素点数，a表示像素点位于图像方位向的第a个位置，a = l，...，sa，Sa为图像方位向的像素点数，dr是图像距离向像素点间隔，da是图像方位向像素点间隔； 步骤5:计算距离门 利用步骤3中得到的雷达发射、接收平台在第η个PRF时刻的天线相位中心矢量7:(η)以及巧(if)以及步骤4中得到的图像中像素点P(a，r)的位置矢量r:,采用公式ID(n, a, r) = R(n, a, r).Fs/C得到双基地雷达距离史R(n, a, r)对应的距离门ID(n，a，r)；其中，Fs是雷达系统采样频率，C是光的传播速度，R(n, a, r)为双基地合成孔径雷达距离史，由公式 【文档编号】G01S7/41GK103529448SQ201310488448【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月18日 优先权日:2013年10月18日 【专利技术者】刘喆, 张晓玲, 于淼 申请人:电子科技大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于高精度插值的双基地合成孔径雷达成像方法，其特征是它包括如下步骤：步骤1：初始化参数初始化成像系统参数包括：雷达系统工作的信号波长，记做λ，雷达系统发射信号带宽，记做B，雷达系统发射脉冲时宽，记做Tr，雷达系统采样频率，记做Fs，雷达系统脉冲重复频率，记做PRF，雷达发射平台速度矢量，记做雷达接收平台速度矢量，记做雷达发射平台初始位置矢量，记做雷达接收平台初始位置矢量，记做场景参考点位置矢量，记做雷达系统距离向采样点数，记做Nr，雷达系统方位向采样点数，记做Na，光的传播速度，记做C；初始化场景参数：图像距离向像素点间隔，记做dr，图像方位向像素点间隔，记做da，图像距离向像素点数，记做sr，图像方位向像素点数，记做sa；双基地合成孔径雷达原始回波数据，记做是一个二维的数据矩阵，时刻雷达原始回波数据数据矩阵每列数据是方位向回波信号的采样，每行的数据是逐个单脉冲距离向回波信号的采样；步骤1中所述参数均为已知；步骤2：距离压缩对步骤1中的双基地合成孔径雷达原始回波数据采用传统的合成孔径雷达标准距离压缩方法进行压缩，得到距离压缩后的数据是一个二维矩阵，τ代表矩阵第一维索引，t代表矩阵第二维索引；步骤3：计算天线相位中心位置利用公式Pt-(n)=Pt0-+Vt-·n/PRF和公式Pr-(n)=Pr0-+Vr-·n/PRF分别计算得到雷达发射、接收平台在第n个PRF时刻的天线相位中心矢量以及其中，分别是雷达发射、接收平台初始位置矢量，分别是雷达发射、接收平台速度矢量，PRF是雷达系统脉冲重复频率，n＝1,...,Na，n表示第n个PRF时刻，Na是雷达系统方位向采样点数；步骤4：计算目标位置采用公式计算得到图像中像素点P(a,r)的位置矢量其中，是场景参考点位置矢量，和是合成孔径雷达成像空间的坐标基，r表示像素点位于图像距离向的第r个位置，r＝1,...,sr，sr为子图像距离向的像素点数，a表示像素点位于图像方位向的第a个位置，a＝1,...,sa，sa为图像方位向的像素点数，dr是图像距离向像素点间隔，da是图像方位向像素点间隔；步骤5：计算距离门利用步骤3中得到的雷达发射、接收平台在第n个PRF时刻的天线相位中心矢量以及以及步骤4中得到的图像中像素点P(a,r)的位置矢量采用公式ID(n,a,r)＝R(n,a,r)·Fs/C得到双基地雷达距离史R(n,a,r)对应的距离门ID(n,a,r)；其中，Fs是雷达系统采样频率，C是光的传播速度，R(n,a,r)为双基地合成孔径雷达距离史，由公式R(n,a,r)=||Pt‾(n)-P‾(a,r)||2+||Pr‾(n)-P‾(a,r)||2得到，||·||2为L2范数，a表示像素点位于图像方位向的第a个位置，a＝1,...,sa，sa为图像方位向的像素点数，r表示像素点位于图像距离向的第r个位置，r＝1,...,sr，sr为图像距离向的像素点数；步骤6：高精度插值依据步骤5中得到的距离门ID(n,a,r)，采用一维非均匀快速傅里叶变换方法对由步骤2得到的距离压缩数据矩阵进行高精度插值，得到插值后的数据其中ID(n,a,r)为距离门，n表示第n个PRF时刻，n＝1,...,Na，a和r表示像素点位于成像空间中方位向的第a个位置、距离向第r个位置；步骤7：相位补偿将步骤6中得到的插值后的数据与补偿相位因子K(n,a,r)相乘，得到相位补偿后的数据A(n,a,r)，其中，补偿相位因子K(n,a,r)为j为虚数单位（即?1开根），R(n,a,r)为步骤4中得到的距离史，λ为雷达系统工作的信号波长，n表示第n个PRF时刻；步骤8：相干积累利用公式将步骤7得到的相位补偿后的数据A(n,a,r)累加起来得到最 后的成像结果其中，n表示第n个PRF时刻，a和r表示像素点位于成像空间中方位向的第a个位置、距离向第r个位置。FDA0000397752700000011.jpg,FDA0000397752700000012.jpg,FDA0000397752700000013.jpg,FDA0000397752700000014.jpg,FDA0000397752700000015.jpg,FDA0000397752700000016.jpg,FDA0000397752700000017.jpg,FDA0000397752700000018.jpg,FDA0000397752700000019.jpg,FDA00003977527000000112.jpg,FDA00003977527000000113.jpg,FDA00003977527000000114.jpg,FDA00003977527...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘喆，张晓玲，于淼，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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