[发明专利]一种基于压缩感知的可变脉冲重复间隔SAR成像方法

说明书

本发明公开一种基于压缩感知的可变脉冲重复间隔SAR成像方法，应用于雷达技术领域，针对现有低过采样Staggered SAR成像算法受限于脉冲重复间隔(Pulse Repetition Interval,PRI)慢变化模式和面目标频谱不稀疏而无法进行高精度成像的问题，本发明将距离徙动(Range Cell Migration,RCM)、非均匀采样和回波阻塞丢失分别用三维张量、二维矩阵和哈达玛(Hadamard)积的矩阵乘法嵌入一个优化问题，通过求解该优化问题重建出无方位模糊的图像，采用本发明的方法重构的成像性能不受低过采样率、PRI慢变换模式和目标类型的影响。

技术领域

本发明属于雷达技术领域，特别涉及一种SAR成像技术。

背景技术

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)作用距离长、覆盖范围广，具备全天时、全天候的对地观测能力，然而传统SAR无法实现高精度、宽测绘带成像。为了解决这一问题，研究者提出采用可变脉冲重复间隔(Pulse Repetition Interval，PRI)的SAR体制——Staggered SAR。

目前已公开发表的文献中，Staggered SAR从方位向过采样率大小可以分为高过采样率(2.9～3.5)、低过采样率(1.1～1.5)两种类型。高过采样Staggered SAR成像有代表性的方法主要有最优线性无偏(Best linear unbiased,BLU)(参考文献1：M.Villano,etal.“Staggered SAR:High resolution wide-swath imaging by continuous PRIvariation,”IEEE Trans.Geosci.Remote Sens.,vol.52,no.7,pp.4462–4479,Jul.2014)和多通道重建方法(参考文献2：X.Luo,et al.“Modification of multichannelreconstruction algorithm on the SAR with linear variation of PRI,”IEEEJ.Sel.Topics Appl.Earth Observ.Remote Sens.,vol.7,no.7,pp.3050–3059,Jul.2014)。为了减小系统处理数据的负担，近年来发表的论文主要研究方位向低过采样Staggered SAR。低过采样Staggered SAR成像有代表性的方法主要有基于加权最小二乘迭代自适应的丢失数据估计方法(Missing data iterative adaptive algorithm，MIAA)结合多通道重建(参考文献3：Wang,Xiangyu,et al.SAR signal recovery andreconstruction in staggered mode with low oversampling factors.IEEEGeosci.Remote Sens.Lett.,15.5(2018):704-708)以及谱估计结合BLU(参考文献4：Pinheiro,Muriel,et al.Analysis of Low-Oversampled Staggered SAR Data.IEEEJ.Sel.Topics Appl.Earth Observ.Remote Sens.,(2019))。但是上述两种低过采样Staggered SAR成像方法的性能受限于PRI变化模式和目标类型，不具备通用性。

发明内容

为了解决现有低过采样Staggered SAR成像算法受限于PRI慢变化模式和面目标频谱不稀疏而无法进行高精度成像的问题，本发明提出一种基于压缩感知(CompressiveSensing,CS)的低过采样SAR成像方法。

本发明采用的技术方案为：一种基于压缩感知的低过采样SAR成像方法，对于某个场景，记回波信号矩阵为D，距离压缩后回波信号矩阵为S，理想场景后向散射系数为X；所述方法包括：

S1、对D进行距离压缩，表达式为：

D_rc＝D_rf⊙H_r