[发明专利]多角度星载SAR成像方法、装置、设备及介质

说明书

本公开提供了一种多角度星载SAR成像方法，包括：获取多角度回波数据；对多角度回波数据执行成像操作，得到成像图像；其中，成像操作包括：根据多角度回波数据获取目标场景的孔径图像；将孔径图像投影到BLH三维坐标系；得到孔径图像在BLH三维坐标系中各像素点的坐标值；将孔径图像中各像素点在BLH三维坐标系中的坐标值转换到XYZ三维坐标系中，得到孔径图像中各像素点在XYZ三维坐标系中的坐标值；根据孔径图像中各像素点在XYZ三维坐标系的坐标值对目标场景成像。本公开还提供一种多角度星载SAR成像装置、设备及介质。

技术领域

本公开涉及SAR技术领域，尤其涉及一种多角度星载SAR成像方法、装置、设备及介质。

背景技术

合成孔径雷达（SAR）是一种高分辨率成像雷达，可以提供全天时、全天候的观测。星载SAR宽角成像是利用角度维的信息获取对地观测数据进行成像处理。星载SAR能够获取丰富的对地观测数据来进行处理，所以对成像处理手段要求也越来越高。因此对于星载SAR宽带成像进行分析与研究，对于大范围区域地形地貌分析有重要意义。

星载SAR宽角成像是与角度维信息有关，可以获得目标区域的不同观测角度下的回波信息。目前在星载SAR宽角成像可以采用后向投影（BP）成像算法，即建立一定的直角坐标系形成雷达与区域之间的对应关系，在成像过程中采用估计的数字高程模型（DEM）进行计算，往往只能实现二维非正射成像，成像的结果与实际目标直接存在偏差；另外，星载SAR宽角成像也可以采用时域成像算法，然而，时域算法也只能实现二维正射投影，同样不能表现出目标场景的真实信息，达不到实际目标区域的成像要求。

发明内容

（一）要解决的技术问题

针对现有技术问题，本公开提出一种多角度星载SAR成像方法、装置、设备及介质，用于至少部分解决上述技术问题。

（二）技术方案

根据本公开的第一方面，提供一种多角度星载SAR成像方法，包括：

获取多角度回波数据；对多角度回波数据执行成像操作，得到成像图像；其中，成像操作包括：根据多角度回波数据获取目标场景的孔径图像；将孔径图像投影到BLH三维坐标系； 得到孔径图像在BLH三维坐标系中各像素点的坐标值；将孔径图像中各像素点在BLH三维坐标系中的坐标值转换到XYZ三维坐标系中，得到孔径图像中各像素点在XYZ三维坐标系中的坐标值；根据孔径图像中各像素点在XYZ三维坐标系的坐标值对目标场景成像。

可选的，将孔径图像中各像素点在BLH三维坐标系中的坐标值转换到XYZ三维坐标系中，得到孔径图像中各像素点在XYZ三维坐标系中的坐标值包括，通过以下公式：

进行转换，其中，B、L、H为孔径图像中像素点在BLH三维坐标系中的坐标值，B₀、L₀为BLH三维坐标系的参考点，e为BLH三维坐标系对应椭球第一偏心率；n为该像素点的卯酉圈曲率半径。

可选的，根据孔径图像中各像素点在XYZ三维坐标系的坐标值对目标场景成像包括：

利用后向投影算法依据孔径图像中各像素点在XYZ三维坐标系的坐标值对目标场景进行成像。

可选的，利用后向投影算法依据孔径图像中各像素点在XYZ三维坐标系的坐标值对目标场景进行成像包括：获取XYZ三维坐标系中孔径图像各像素点距离向脉冲压缩后的回波信号；获取SAR中心频率；获取XYZ三维坐标系中孔径图像各像素点到SAR的距离；获取回波信号的传播速度；根据XYZ三维坐标系中孔径图像各像素点距离向脉冲压缩后的回波信号、SAR中心频率、XYZ三维坐标系中孔径图像各像素点到SAR的距离、回波信号的传播速度计算成像图像中各像素点的像素值。

可选的，计算成像图像中各像素点的像素值包括：根据公式：