[发明专利]一种基于方位向多通道的星载SAR保相成像方法

说明书

本发明涉及一种基于方位向多通道的星载SAR保相成像方法，包括：获取星载SAR的多通道回波信号；将多通道回波信号转换到距离多普勒域，根据其与常规条带SAR回波信号的方位向频域关系构造补偿滤波器，对多通道回波信号进行滤波重构，使之转化为条带SAR回波信号；结合方位向多通道特性修正CS成像方法的相位补偿因子，并对重构后的SAR回波信号进行CS成像处理，得到图像。该保相成像方法可以不依赖DPCA条件成像，同时保证成像结果具有高相位精度。

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，尤其涉及一种基于方位向多通道的星载SAR保相成像方法。

背景技术

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)作为一种主动式微波遥感设备，具有高分辨率、高成像精度以及全天时全天候的优势，在对地观测中得到广泛应用。传统单通道星载SAR系统由于受最小天线面积限制，面临着无法同时获得高分辨率和宽测绘带的矛盾，难以满足目前的对地观测需求。方位向多通道模式利用时空等效原理，通过空间上的增采样实现时间采样率的降低，进而在不影响观测带宽度的前提下提高方位分辨率，目前广泛应用于高分辨率宽覆盖成像和后续处理中，尤其是干涉处理。

2001年，M.Suess等人提出利用方位向多通道模式实现高分辨率、宽观测带星载SAR方法，然而该方法依赖于等效相位中心条件(DPCA条件)的成立。2006年，王鹏波等人提出了利用补偿滤波器组实现从高分辨率多通道星载SAR回波数据到常规条带SAR回波数据的等效转换，进而从根本上摆脱了DPCA条件的约束，但是并没有考虑成像过程中相位保持的问题，无法满足干涉处理对于相位精度的要求。

发明内容

本发明的目的是针对上述至少一部分问题，提出一种多通道星载SAR成像方法，在不依赖DPCA条件的前提下，实现高精度保相成像。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于方位向多通道的星载SAR保相成像方法，包括如下步骤：

S1、获取星载SAR的多通道回波信号；

S2、将多通道回波信号转换到距离多普勒域，根据其与常规条带SAR回波信号的方位向频域关系构造补偿滤波器，对多通道回波信号进行滤波重构，使之转化为条带SAR回波信号；

S3、结合方位向多通道特性修正CS成像方法的相位补偿因子，并对重构后的SAR回波信号进行CS成像处理，得到图像。

优选地，所述步骤S3包括：

S3-1、将重构后的SAR回波信号与修正后的CS因子相乘，进行线性变标，消除信号空变性；

S3-2、将线性变标后的信号变换到波数域，预滤波后，与修正后的距离向补偿因子相乘，完成距离向处理；

S3-3、将距离向处理后的信号变换到距离多普勒域，与修正后的方位向补偿因子相乘，完成方位向处理；

S3-4、将方位向处理后的信号变换到时域，完成成像。

优选地，所述步骤S3-1中，修正后的CS因子表达式为：

其中，

其中，τ表示距离向快时间，f_a表示方位向频率，f_c表示射频频点，b_r表示信号调频率，c表示光速，v表示等效速度，r_ref表示参考斜距；表示仿真中心时刻场景中心对应的斜视角。

优选地，所述步骤S3-2中，修正后的距离向补偿因子表达式为：