一种斜视星机双基地合成孔径雷达成像方法-山东亚星游戏官网机床有限公司

专利名称：一种斜视星机双基地合成孔径雷达成像方法
技术领域：
本发明属于雷达技术领域，它特别涉及星机双基地合成孔径雷达(简称=SA-BSAR)的高效成像技术。
背景技术：
星机双基地SAR (简称SA-BSAR)系统采用星载平台发射信号、机载平台接收目标回波信号的工作模式实现对目标区域成像。SA-BSAR不但具有良好的隐蔽性、强的抗干扰能力和战场生存能力，其独特的“远发近收”工作模式还使其具有独特的优势系统机动灵活、目标信息获取丰富、抗干扰能力强、空间分辨能力高、系统造价低。因此，SA-BSAR具有很高的研究价值。德国宇航局(FGAN)高频物理与雷达技术研究所(FHR)于2009年11月实施了世界上第一次SA-BSAR系统试验，利用雷达卫星TerraSAR-X和机载雷达PAMIR分别作为系统的发射、接收系统，验证了 SA-BSAR ニ维成像的可行性。由于SA-BSAR系统发射机、接收机两平台间速度相差大，为保证发射、接收波束的空间同步，发射机、接收机往往需要工作在斜视模式。然而，不同于传统单基地SAR，SA-BSAR系统回波具有ニ维空变特性，即斜距空变特性(range variant)和方位空变特性(azimuthvariant)，致使回波信号的ニ维空间、ニ维频率之间产生了复杂的交互作用，难以对其解耦为两个ー维空变，因此传统单基地SAR斜视频域成像算法无法应用于斜视SA-BSAR。目前已公开发表的SA-BSAR频域成像文献中，均是通过对ニ维频域ー阶泰勒展开的方法实现对ニ维空变的解耦，典型的有文献I =Wang R, Loffeld 0, NiesH，et al. Focusing spaceborne/airborne hybrid bistatic SAR data usingwavenumber-domain algorithm.IEEE Transactions on Geoscience and RemoteSensing，2009，47 (7) : 2275-2283.;文献 2 :Zhe Liu, Jianyu Yang, Xiaoling Zhang，YimingPi Study on spaceborne/airborne hybrid bistatic SAR image formation infrequency domain. IEEE Geoscience and Remote Sensing，2008，5 (4) : 578-582。这些成像算法适用于正侧视或斜视角很小的SA-BSAR系统，在斜视角较大(如大于10度)的情况下，这些成像算法会出现较大的误差，引起成像结果散焦和几何失真，因而这些成像算法也就无法适用于斜视SA-BSAR系统。此外，文献3 :C. Y. Dai，X. L. Zhang, BistaticPolar Format Algorithm Based on NUFFT Method[J]. J. of Electromagn. Waves andAppl. , Vol. 25，2328 - 2340，2011，提出利用 Polar Format Algorithm结合非均匀快速傅里叶变换(Non-Uniform Fast Fourier Transform,简写 NUFFT)方法实现任意构型 BSAR 系统的成像，然而该算法只适用于小场景的高精度成像，因此应用受限。

发明内容
本发明的目的是克服现有频域成像技术无法应用于斜视SA-BSAR的不足，提供了一种适用于斜视SA-BSAR系统的成像方法，该成像方法充分考虑了斜视SA-BSAR的系统特点，利用系统回波ニ维频谱解析式，通过ニ维非均勻傅里叶变换(Two-Dimensional NUFFT,简写2D-NUFFT)，实现高精度频域成像。该方法无需通过对ニ维频域一阶泰勒展开的方法实现ニ维空变特性进行解耦，而且未进行小场景假设，因此该方法适用于斜视角较大、成像场景范围较大的SA-BSAR系统高性能成像。为了方便描述本发明的内容，首先作以下术语定义定义I、SA-BSAR系统相关參数描述星载平台斜距史
权利要求
1. 一种斜视星机双基地合成孔径雷达频域成像方法，其特征是它包含如下步骤步骤I、回波信号距离压缩将斜视星机双基地合成孔径雷达系统的原始回波数据S( T，t)存放在ー个M行N列的回波数据矩阵中，其中T和t分别是快时间和慢时间，M和N均为正整数，回波数据矩阵的每列数据是存放慢时间回波信号的采样，回波数据矩阵的每行数据是存放快时间回波信号的采样；采用传统频域距离压缩的方法，对回波数据矩阵s( T，t)进行距离压縮，得到经过距离压缩后的信号
全文摘要
本发明公开了一种斜视星机双基地合成孔径雷达成像方法，它是利用斜视SA-BSAR系统的特点，通过该系统二维频谱的解析表达式可以得到二维空间波数映射关系，并利用二维非均匀快速傅里叶变换高效实现成像处理，本发明避免了斜视SA-BSAR系统中的二维空间域与二维频域的解耦问题，而且未进行小场景假设，因此该方法适用于斜视角较大、成像场景范围较大的SA-BSAR系统高性能成像。本发明兼具较高的成像性能和运算效率。本发明填补了现有的SA-BSAR频域成像技术无法应用于斜视SA-BSAR高分辨率成像的空白。
文档编号G01S13/90GK102788978SQ20121025156
公开日2012年11月21日申请日期2012年7月20日优先权日2012年7月20日
发明者刘哲申请人:电子科技大学

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一种斜视星机双基地合成孔径雷达成像方法