本发明专利技术一种机载圆迹合成孔径雷达高精度三维成像补偿方法，该方法的步骤包括：步骤S1：从原始回波数据中提取圆迹合成孔径雷达子孔径分层粗图像；步骤S2：通过选取圆迹合成孔径雷达子孔径分层粗图像中的特显点，估计特显点的高度，对特显点重新成像，并对特显点图像加窗，获得圆迹合成孔径雷达加窗后的特显点图像；步骤S3：将圆迹合成孔径雷达加窗后的特显点图像生成回波数据，对回波数据进行估计，得到圆迹合成孔径雷达360°全孔径的相位误差；步骤S4：将相位误差补偿至原始回波数据，得到相位补偿后的信号，利用相位补偿后的信号重新对场景进行成像，从而提高圆迹合成孔径雷达的成像质量。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术，该方法的步骤包括：步骤S1：从原始回波数据中提取圆迹合成孔径雷达子孔径分层粗图像；步骤S2：通过选取圆迹合成孔径雷达子孔径分层粗图像中的特显点，估计特显点的高度，对特显点重新成像，并对特显点图像加窗，获得圆迹合成孔径雷达加窗后的特显点图像；步骤S3：将圆迹合成孔径雷达加窗后的特显点图像生成回波数据，对回波数据进行估计，得到圆迹合成孔径雷达360°全孔径的相位误差；步骤S4：将相位误差补偿至原始回波数据，得到相位补偿后的信号，利用相位补偿后的信号重新对场景进行成像，从而提高圆迹合成孔径雷达的成像质量。【专利说明】
本专利技术涉及雷达信号处理领域，尤其涉及，用于提高圆迹合成孔径雷达成像质量，解决由于导航系统定位误差引起的图像散焦问题。
技术介绍
从20世纪90年代开始圆迹合成孔径雷达这种合成孔径雷达工作模式的提出，其在合成孔径雷达领域就引起了人们广泛的兴趣，和直线合成孔径雷达不同，其通过控制合成孔径雷达航迹在空中为一个圆形，并控制波束使波束中心始终指向同一场景中心，来实现对目标区域进行360°全方位观测。与传统直线合成孔径雷达相比，圆迹合成孔径雷达对目标的观测具有更大的相干积累角，能够实现更高的分辨率，对于相干累积角达360°的目标可达到波长量级的平面分辨率；且不同于传统直线合成孔径雷达斜平面成像几何，得益于圆迹合成孔径雷达方位视角的变化，圆迹合成孔径雷达能够获取目标在高程向的散射特性，具有三维层析成像的能力；此外，圆迹合成孔径雷达的全方位观测能够有效减小常规合成孔径雷达固有的阴影现象，并且对于获取目标随方位角变化的后向散射信息具有重要意义。圆迹合成孔径雷达能够获取目标随方位角变化的全部信息，在相干累积角内目标具有稳定的方位散射特性，将这些角度内的合成孔径雷达信号相干叠加可达到目标的最大分辨率，因此相比于直线合成孔径雷达较小的累积角，相同的硬件条件下，圆迹合成孔径雷达能够得到更高的平面分辨率。相干累积角增大也会带来问题，合成孔径雷达信号的累积需要补偿目标到合成孔径雷达双程斜距引起的相位函数，只保留目标本身的相位，累积角越大，对于相位误差的控制精度要求越高，由于导航系统记录的合成孔径雷达平台绝对位置精度有限，其定位误差引起的相位误差对圆迹合成孔径雷达成像影响很大，因此对于一些高波段圆迹合成孔径雷达，目前的导航系统精度不能满足需求，导致成像质量的下降甚至散焦，需要通过信号处理的手段来估计相位误差并补偿。
技术实现思路
(一 )要解决的技术问题本专利技术的目的是提供，能够解决机载圆迹合成孔径雷达因导航系统定位精度不够引起图像质量下降的问题，利用特显点图像进行回波生成，估计360°全孔径内的相位误差并补偿，提高圆迹合成孔径雷达成像质量。( 二 )技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的步骤包括:步骤S1:从原始回波数据中提取圆迹合成孔径雷达子孔径分层粗图像；步骤S2:通过选取圆迹合成孔径雷达子孔径分层粗图像中的特显点，估计特显点的高度，对特显点重新成像，并对特显点图像加窗，提取特显点平面位置，获得圆迹合成孔径雷达加窗后的特显点图像；步骤S3:将圆迹合成孔径雷达加窗后的特显点图像生成回波数据，对回波数据进行估计，得到圆迹合成孔径雷达360°全孔径的相位误差；步骤S4:将相位误差补偿至原始回波数据，得到相位补偿后的信号，利用相位补偿后的信号重新对场景进行成像，从而提高圆迹合成孔径雷达的成像质量。(三)有益效果本专利技术的有益效果是:针对圆迹合成孔径雷达由于导航系统定位精度有限，导致成像质量降低问题，提出了子孔径分层粗成像提取特显点，估计特显点高度，利用特显点图像生成回波数据，并对回波数据估计相位误差，最终补偿相位误差到原始回波的方法。利用多个特显点之间方位角重叠的特性，能够实现对360°全孔径的相位误差进行补偿，能够有效显著提高圆迹合成孔径雷达成像质量，为研究高分辨率圆迹合成孔径雷达目标识别和目标随方位角变化的后向散射特性提供技术支撑。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术中机载圆迹合成孔径雷达高精度三维成像补偿方法的总流程图图2是本专利技术的圆迹合成孔径雷达特显点选取、成像、位置提取的流程图；图3是本专利技术的圆迹合成孔径雷达生成回波和估计相位误差流程图。【具体实施方式】为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。图1为本专利技术中的总流程图，如图1所示，该方法具体实现步骤如下:步骤S1:将圆迹合成孔径雷达360°全孔径平均划分成N个子孔径，子孔径序号为n，I < η < N，其中10 < N < 100，对每个子孔径进行高度向分层成像，共得到NXM个子孔径分层粗图像，N为平均划分的子孔径个，分层总数为M，【权利要求】1.，其特征在于，该方法的步骤包括: 步骤S1:从原始回波数据中提取圆迹合成孔径雷达子孔径分层粗图像； 步骤S2:通过选取圆迹合成孔径雷达子孔径分层粗图像中的特显点，估计特显点的高度，对特显点重新成像，并对特显点图像加窗，提取特显点平面位置，获得圆迹合成孔径雷达加窗后的特显点图像； 步骤S3:将圆迹合成孔径雷达加窗后的特显点图像生成回波数据，对回波数据进行估计，得到圆迹合成孔径雷达360°全孔径的相位误差； 步骤S4:将相位误差补偿至原始回波数据，得到相位补偿后的信号，利用相位补偿后的信号重新对场景进行成像，从而提高圆迹合成孔径雷达的成像质量。2.根据权利要求1所述的机载圆迹合成孔径雷达高精度三维成像补偿方法，其特征在于，将所述圆迹合成孔径雷达360°全孔径平均划分子孔径，对每个子孔径进行高度向分层成像，共得到NXM个子孔径分层粗图像，N为平均划分的子孔径个数，M为分层总数。3.根据权利要求1所述的机载圆迹合成孔径雷达高精度三维成像补偿方法，其特征在于，原始回波函数表示为Stl(Q)，得到相位补偿后的信号表示为Sb(0)，其中Θ为圆迹合成孔径雷达的方位角，OS Θ <2Ji，b表示补偿后的信号的下标记。4.根据权利要求1所述的机载圆迹合成孔径雷达高精度三维成像补偿方法，其特征在于，所述选取特显点的步骤包括:特显点需在子孔径序号、层数序号[Miimin, Mi ifflaJ的图像内均能被识别，其中子孔径序号[\min，NiifflaJ应满足 5.根据权利要求1所述的机载圆迹合成孔径雷达高精度三维成像补偿方法，其特征在于，所述特显点是人造目标或自然地物，人造目标是角反射器或龙伯球，所述自然地物是具有散射强度的自然地物。6.根据权利要求1所述的机载圆迹合成孔径雷达高精度三维成像补偿方法，其特征在于，所述估计特显点的高度的步骤包括: 步骤S21:利用特显点i在第η个子孔径、第m层粗图像中的位置(Xi (m，n)，yi (m，η))，估算特显点高度所在层数Hicu表示如下: 7.根据权利要求1所述的机载圆迹合成孔径雷达高精度三维成像补偿的方法，其特征在于，估计圆迹合成孔径雷达360°全孔径的相位误差，包括以下步骤: 步骤S31:对加窗后图像A (Λ‘，>0在中心波数K处生成的回波信号Sri ( Θ )表示如下:【文档编号】G01S13/90GK103744081SQ20141004013本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种机载圆迹合成孔径雷达高精度三维成像补偿方法，其特征在于，该方法的步骤包括：步骤S1：从原始回波数据中提取圆迹合成孔径雷达子孔径分层粗图像；步骤S2：通过选取圆迹合成孔径雷达子孔径分层粗图像中的特显点，估计特显点的高度，对特显点重新成像，并对特显点图像加窗，提取特显点平面位置，获得圆迹合成孔径雷达加窗后的特显点图像；步骤S3：将圆迹合成孔径雷达加窗后的特显点图像生成回波数据，对回波数据进行估计，得到圆迹合成孔径雷达360°全孔径的相位误差；步骤S4：将相位误差补偿至原始回波数据，得到相位补偿后的信号，利用相位补偿后的信号重新对场景进行成像，从而提高圆迹合成孔径雷达的成像质量。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：林赟，郭振宇，谭维贤，王彦平，洪文，吴一戎，
申请(专利权)人：中国科学院电子学研究所，
类型：发明
国别省市：
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