[发明专利]一种扫描合成孔径雷达图像质量提升方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及合成孔径雷达(SAR，Synthetic Aperture Radar)数据处理技术领域，尤其涉及一种扫描合成孔径雷达(ScanSAR，Scanning Synthetic Aperture Radar)图像质量提升方法和装置。

背景技术

ScanSAR是通过周期性的由近距向远距切换天线波束角来获得宽测绘带的SAR模式，这种模式能够获得比传统SAR系统更宽的测绘带。ScanSAR一般由几个子测绘带构成，ScanSAR数据的每个子测绘带包括被周期数据间隙分开的bursts。所谓的突发(burst)，是指来自连续发射脉冲的一组连续的脉冲序列。ScanSAR图像的方位向分辨率只决定于每个burst的持续长度，并且每个完整的合成孔径长度包含了若干个burst。

目前，对于ScanSAR数据的处理方法主要包括SPEAN算法、改进的SPEAN算法、扩展CS算法、全孔径成像算法等，其中SPEAN算法和改进的SPEAN算法在中度精度要求时比较常用，但是对于高精度的需求，SPEAN算法和改进的SPEAN算法效果并不是很好，因为这两种算法只校正了线性距离徙动(RCM，range cell migration)部分；扩展CS算法结合了传统CS和SPEAN算法的优点，既增大了精度也提高了效率，然而这种算法需要分别处理ScanSAR数据的每一个burst，然后再在方位向将它们拼接起来，增大了计算负担；并且，当一个目标由两个不同的bursts拼接时会存在频率不连续现象。

目前的全孔径成像算法虽然处理保留了相位信息，产生具有与相应的条带图像有相同的几何特性的结果，然而，在全孔径成像算法中，连续处理的bursts导致冲击响应中会产生不想要的栅瓣，严重降低ScanSAR图像的质量，影响解译。尽管低通滤波器可以减轻栅瓣的影响，但残余的影响足以从视觉上产生干扰，而且目前尚没有其他方法解决这个问题。

综上所述，如何改进全孔径ScanSAR成像算法，抑制或去除栅瓣影响，从而实现ScanSAR图像质量的提升，是一个亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例期望提供一种扫描合成孔径雷达图像质量提升方法和装置，能够改进全孔径ScanSAR成像算法，抑制或去除栅瓣影响，提升ScanSAR图像质量。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种扫描合成孔径雷达ScanSAR图像质量提升方法，所述方法包括：

对每个子测绘带的ScanSAR数据进行距离向压缩和距离徙动校正RCMC；

对所述进行距离向压缩和RCMC后的数据进行子孔径划分；

分别对每个子孔径数据进行孔径插值；

将插值处理后的子孔径数据进行方位向压缩。

上述方案中，在对接收到的ScanSAR数据进行距离向压缩和RCMC之前，所述方法还包括：对每个子测绘带的ScanSAR数据的数据间隙进行补零处理，生成连续的ScanSAR数据。

上述方案中，所述对进行距离向压缩和RCMC后的数据进行子孔径划分包括：

按照相邻子孔径间存在一个burst的数据重叠的方式对每个子测绘带的ScanSAR数据进行子孔径划分，每个子孔径包括两个bursts和一个数据间隙。

上述方案中，所述分别对每个子孔径数据进行孔径插值包括：

去除每个子孔径方位向的线性调频；

使用基于孔径插值技术的线性预测模型LPM-AIT填充子孔径数据的数据间隙；

恢复ScanSAR模式的子孔径信号格式。

上述方案中，所述去除每个子孔径方位向的线性调频包括：将每个子孔径数据进行方位向的去调频dechirp操作，去除每个子孔径方位向的线性调频；

所述恢复标准ScanSAR模式的子孔径信号格式包括：采用将每个子孔径数据进行方位向的dechirp的逆操作，恢复ScanSAR模式的子孔径信号格式。

本发明实施例还提供了一种ScanSAR图像质量提升装置，所述装置包括距离向处理模块、子孔径划分模块、插值模块、方位向处理模块，其中，

所述距离向处理模块，用于对每个子测绘带的ScanSAR数据进行距离向压缩和距离徙动校正RCMC；

所述子孔径划分模块，用于对所述进行距离向压缩和RCMC后的数据进行子孔径划分；

所述插值模块，用于分别对每个子孔径数据进行孔径插值；

所述方位向处理模块，用于将插值处理后的子孔径数据进行方位向压缩。