[发明专利]一种低波段星载SAR图像电离层闪烁效应校正方法

说明书

本发明公开了一种低波段星载SAR图像电离层闪烁效应校正方法，包括：S1、构建相位屏投影函数，将方位频域图像与相位屏投影函数相乘得到方位重调频数据，得到方位重调频时域数据；S2、构建相位屏投影去斜函数，得到去斜后的相位屏距离压缩域数据；S3、对去斜后的相位屏距离压缩域数据进行傅里叶逆变换得到相位屏对应的等效SAR图像；S4、利用PGA方法对等效SAR图像进行处理，得到闪烁相位误差估计结果；S5、将闪烁相位误差估计结果的共轭相位项与方位重调频时域数据相乘，在方位频域与相位屏投影函数的共轭相乘，通过傅里叶变换得到闪烁效应校正后的SAR图像。本发明能够对低信杂比的面目标场景图像实现闪烁效应校正处理，改善低波段SAR方位向图像聚焦性能。

技术领域

本发明涉及天基微波遥感与地球空间天气的交叉技术领域，更具体地说，特别涉及一种低波段星载SAR图像电离层闪烁效应校正方法。

背景技术

工作在L波段和P波段的低波段星载SAR在全球生物量反演、碳-水循环监测、隐蔽目标侦察等方面具有巨大的应用潜力和价值，但由于工作频率低，低波段星载SAR易受电离层闪烁效应的影响。特别地，在不同的地磁场状况下，SAR图像中将会呈现出两种不同的闪烁现象：幅度闪烁条纹以及方位向散焦。相比于前者对应的幅度误差，后者对应闪烁相位误差引起的方位向去相关，故需要针对散焦SAR图象进行自聚焦处理。

针对电离层SPE(Scintillation Phase Error，闪烁相位误差)沿着方位向错开、重叠的空变特征，申请人所在团队同时提出了一种PSP(Phase Screen Projection，相位屏投影) 方法，通过构造等效电离层PS(Phase Screen，相位屏)对应的方位向逆匹配滤波器及去斜滤波器，实现了SPE与方位向数据的解耦合。并利用PSP-PCA(Phase CurvatureAutofocus，相位曲率自聚焦)方法，实现了点阵场景图像的处理验证。然而，PCA中相位二次差分操作会引入额外的噪声，故该方法仅在信杂比很高的情况下具有有效性。为此，有必要开发一种低波段星载SAR图像电离层闪烁效应校正方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低波段星载SAR图像电离层闪烁效应校正方法，以克服现有技术所存在的缺陷。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种低波段星载SAR图像电离层闪烁效应校正方法，包括以下步骤：

S1、构建相位屏投影函数，将星载SAR方位频域图像与所述相位屏投影函数相乘得到方位重调频数据，并对方位重调频数据进行傅里叶逆变换得到方位重调频时域数据；

S2、构建相位屏投影去斜函数，将方位重调频时域数据与相位屏投影去斜函数相乘得到去斜后的相位屏距离压缩域数据；

S3、对去斜后的相位屏距离压缩域数据进行傅里叶逆变换得到相位屏对应的等效SAR图像；

S4、利用相位梯度自聚焦方法对等效SAR图像进行处理，得到闪烁相位误差估计结果；

S5、将闪烁相位误差估计结果的共轭相位项与方位重调频时域数据相乘，并在方位频域与相位屏投影函数的共轭相乘，再通过傅里叶变换得到闪烁效应校正后的SAR图像。

进一步地，所述方位频域采用的计算方法为：

输入受电离层闪烁效应影响的星载P波段SAR单视复图像，假设工作在条带模式，所述方位频域为：

其中f_a为多普勒频率，PRF为脉冲重复频率，σ_n为场景内第n个目标的后向散射系数，为标准的矩形窗函数，η_n为第n个目标对应的方位向中心时刻，φ₀为常数相位，Δφ_i,n为第n个目标经历的闪烁相位误差。