[发明专利]一种机载阵列天线下视三维成像方法和系统

说明书

本发明提供了一种机载阵列天线下视三维成像方法和系统，其中所述方法包括：对三维阵列天线下的观测场景中的回波信号进行傅里叶变换，获得高程压缩信号；对所述高程压缩信号进行去斜和相位补偿处理，以获得第一信号；按照预设准则对所述第一信号按照阵元间隔进行排列，获得跨航向成像数据；对所述第一信号沿跨航向进行幅度补偿；建立成像坐标空间，对观测场景对应的图像空间离散化，得到三维斜距图像空间；对幅度补偿后的第一信号进行滤波和相干叠加，获得三维斜距图像空间中的图像的像素值，基于所述像素值获得阵列天线下视成像三维图像。本发明具备成像精度高的特点。

技术领域

本发明涉及微波成像技术对地观测领域，特别涉及一种机载阵列天线下视三维成像方法和系统。

背景技术

合成孔径雷达三维成像(Three-Dimensional Synthetic Aperture RadarImaging,3D-SAR)是在常规SAR二维成像基础上发展起来的一种新型微波成像技术。目前SAR三维成像已广泛应用于山川、河谷及城市地区等复杂的观察场景中，在军事侦察、灾害预测、资源调查和地形融合等领域具有重要的应用价值和巨大的应用潜力。

机载阵列天线下视三维非插值成像方法在航迹向-跨航向平面同时采用波束形成原理，以获取航迹向-跨航向的二维分辨率，在距离向采用脉冲压缩技术以获取距离向分辨率，即可获取观测目标的三维分辨率，实现观测目标的SAR三维成像。波束形成原理是通过阵列天线，接收来自空间不同方向的信号，并对其进行加权求和，以形成指向某个空间特定方向的波束，波束的主瓣对准目标信号，波束的零瓣对准噪声及干扰信号，使输出信号的信噪比有所提高，能准确确定点目标位置，并提高图像质量。

由于跨航向阵列天线的阵元在安装、制作过程中存在的误差，以及阵元一致性不好以及等原因，造成了阵元排列不均匀，阵元间隔不完全相等，这给常规SAR三维成像算法带来了困难，难以保证成像精度。

发明内容

本发明实施例提供了一种能够提高三维成像精度的机载阵列天线下视三维成像方法和系统。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了如下的技术方案：

一种机载阵列天线下视三维成像方法，其包括：

对三维阵列天线下的观测场景中的回波信号进行傅里叶变换，获得高程压缩信号；

对所述高程压缩信号进行去斜和相位补偿处理，以获得第一信号；

按照预设准则对所述第一信号按照阵元间隔进行排列，获得跨航向成像数据；

对所述第一信号沿跨航向进行幅度补偿；

建立成像坐标空间，对观测场景对应的图像空间离散化，得到三维斜距图像空间；

对幅度补偿后的第一信号进行滤波和相干叠加，获得三维斜距图像空间中的图像的像素值，基于所述像素值获得阵列天线下视成像三维图像。

在一优选实施例中，所述方法还包括获得三维阵列天线下的观测场景中的回波信号，其包括：

将针对观测场景下各观测目标的接收信号和发射信号进行混频处理，获取各观测目标的中频信号；

将观测场景下全部观测目标的中频信号进行加和得到三维阵列天线下的观测场景中的回波信号。

在一优选实施例中，所述对所述高程压缩信号进行去斜和相位补偿处理，以获得第一信号包括：

利用第一预设补偿函数对所述高程压缩信号进行去斜和剩余视频相位补偿，获取第一信号；

其中所述补偿函数为：