[发明专利]一种补偿调频连续波圆周SAR脉内运动的成像方法

说明书

本发明属于合成孔径雷达成像技术领域，公开了一种补偿调频连续波圆周SAR脉内运动的成像方法，本发明通过在成像过程中增加一个仅和调频连续波圆周SAR成像系统参数有关的判决过程来快速判定此系统在时域方法成像过程中是否可以忽略脉内运动，并指导选取合适的成像方法，若可以忽略脉内运动，采用脉冲体制圆周SAR时域方法来成像，反之，对于不能忽略脉内运动的情况，采用本发明的通过在距离域补偿脉内运动引起的距离偏移误差的时域方法来成像。本发明解决了调频连续波圆周SAR成像系统在时域方法成像过程中停‑走‑停近似不再有效以及是否可以忽略脉内运动的问题，实现了调频连续波圆周SAR时域方法高效高分辨成像。

技术领域

本发明属于合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)成像技术领域，涉及SAR时域成像方法中的一种补偿调频连续波圆周SAR脉内运动的成像方法。

背景技术

圆周SAR，顾名思义，即SAR平台以被观测场景中心为圆心，在场景上方的某一固定高度围绕观测场景做圆周运动，在这个过程中雷达波束以特定俯视角始终指向观测场景并获取观测场景数据。圆周SAR作为一种新的成像模式，通过360°的孔径积累，目标方位频谱得到展宽，理想情况下，其图像分辨率可达到亚波长量级；同时，圆周SAR平台做圆周运动形成二维合成孔径，使其具有三维成像能力。调频连续波技术和圆周SAR相结合的成像体制，不仅具有亚波长高分辨率和三维成像能力，还具有体积小、重量轻、成本低等脉冲条带SAR不可比拟的优势。调频连续波圆周SAR能为战场态势分析、侦察评估、资源勘探、地形勘探和灾害预测与评估等应用提供高分辨率图像，在军事和民事领域具有广阔的应用前景。

调频连续波圆周SAR虽然在高分辨成像方面具有巨大潜力，但要发挥出这些潜力仍面临巨大挑战。针对圆周SAR运动轨迹的特殊性，对比文件“陈乐平.机载圆周合成孔径雷达成像技术研究[D].长沙：国防科技大学博士学位论文，2018.”提出了一种适用于圆周SAR成像的时域后向投影(Back Projection,BP)方法。该方法由于成像精度高、成像处理过程简单、不受SAR运动轨迹的限制，非常适合圆周SAR成像。但该时域BP方法基于脉冲体制，即脉冲持续时间非常短，忽略了脉内平台的走动而采用了停-走-停近似，若仍采用此BP方法对可以忽略脉内运动的调频连续波圆周SAR成像，将可以得到质量较好的成像结果，然而，若同样采用此BP方法对不能忽略脉内运动的调频连续波圆周SAR成像，脉内运动引入的距离偏移误差由于没有被补偿，将得不到高分辨率的图像，且此类时域方法在成像过程中由于没有判决过程能简单直接的快速判定是否可以忽略脉内运动对成像结果的影响，使得调频连续波圆周SAR时域方法成像不能快速实施。

发明内容

本发明的目的是，针对调频连续波圆周SAR时域方法成像过程中停-走-停近似不再有效以及是否可以忽略脉内平台运动的问题，提供一种补偿调频连续波圆周SAR脉内运动的成像方法，即改进的时域BP方法，该成像方法通过在成像过程中增加一个仅和调频连续波圆周SAR成像系统参数有关的判决过程来快速判定是否可以忽略脉内运动，并指导选取合适的成像方法，同时，对于不能忽略脉内运动的情况，通过在距离域补偿调频连续波圆周SAR脉内平台的运动，实现了调频连续波圆周SAR时域方法高效高分辨成像。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种补偿调频连续波圆周SAR脉内运动的成像方法，具体包括下列步骤：

步骤1获取调频连续波圆周SAR回波信号，包括调频连续波圆周SAR成像系统参数初始化及调频连续波圆周SAR回波信号建模，基于以下步骤：