[发明专利]一种阵列SAR等距离切片成像几何畸变校正方法

说明书

本发明公开了一种阵列SAR等距离切片成像几何畸变校正方法，该方法基于阵列SAR下视或侧视成像几何模型及等距离切片三维成像原理，首先计算阵列SAR成像系统天线到等距离切片每一个单元的斜距，然后根据斜距估计出等距离切片每个单元的偏移量，最后对偏移量进行插值重采样且影像单元偏移，从而实现了阵列SAR等距离切片成像几何畸变校正处理。本发明具备无需观测场景DEM先验信息、快速几何校正处理等特点，实现简单、效率高、精度高、适用性好，无需已知观测三维观测场景的DEM等先验信息，能有效解决阵列SAR等距离切片成像的几何畸变校正问题，并且可适用于稀疏阵列条件下阵列SAR等距离切片三维成像几何畸变校正。

技术领域

本发明属于雷达技术领域，它特别涉及合成孔径雷达(SAR)成像技术领域。

背景技术

合成孔径雷达(SAR)作为一种具有全天时、全天候、信息量丰富的遥感成像技术，已成为当今对地观测的重要手段，在地形图像生成、目标探测与侦察、目标精确打击、国土资源勘查和自然灾害监测等国民经济与军事领域得到越来越广泛的应用，详见文献“刘国祥,丁晓利,陈永奇,等.极具潜力的空间对地观测新技术--合成孔径雷达干涉[J].地球科学进展,2000,15(6):734-740”。SAR图像几何校正是SAR图像得以广泛应用的基础。阵列SAR(LASAR)是近几年来被广泛关注的一种新型SAR三维成像技术。本质上，阵列SAR利用合成孔径技术实现沿航迹向(即方位向)的分辨率，利用波束形成技术实现切航迹的分辨率，利用脉冲压缩技术获得高程向分辨率，从而获得观测目标散射点的三维信息。，详见文献“孙龙,江凯,施晋生.阵列三维SAR系统技术研究[J].雷达科学与技术,2016,14(3):279-285”。相对于常规SAR二维成像系统，阵列SAR三维成像系统可工作于多种成像模式，如侧视、斜视、下视和前视等，突破了常规SAR成像模式限制与不足(常规SAR通常只能工作于侧视成像模式)，详见文献“彭学明,王彦平,谭维贤,等.基于跨航向稀疏阵列的机载下视MIMO 3D-SAR三维成像算法[J].电子与信息学报,2012,34(4):943-949”。因此，阵列SAR在全天候、全天时三维地形测绘、目标定位与识别和情报获取等国防军事和资源管理领域有着极大的研究价值和应用前景。

目前，阵列SAR三维成像处理算法大多数采用等距离切片处理思路。如为了提高阵列SAR三维成像处理效率，采用距离向-沿航向-切航向分维实现阵列SAR快速三维成像，具体算法包括三维距离-多普勒(RD)算法、三维变尺度(CS)算法等，其本质上也可等效于为距离压缩成像+等距离平面成像(沿航向-切航向平面)的三维成像处理过程，详见文献“张东浩.线阵三维SAR成像算法研究及仿真[D].电子科技大学,2010”。又如，对于阵列SAR稀疏三维成像处理，如谱估计成像算法或压缩感知成像算法，为了便于稀疏成像模型构建及减少稀疏重构运算量，通常需要将阵列SAR三维回波数据分割为多个等距离切片，然后对每个等距离切片数据进行单独成像处理，详见文献“韦顺军.线阵三维合成孔径雷达稀疏成像技术研究[D].电子科技大学,2013”。然而，对于阵列SAR等距离切片三维成像，其将三维观测场景中所有等距离目标投影到三维成像空间中某一个等距离切片上，故其三维成像结果与真实三维观测场景通常存在较严重的几何畸变。为了更加准确反映三维观测场景目标分布，需要对阵列SAR等距离切片三维成像结果进行几何畸变校正。