[发明专利]一种高精度大前斜视SAR成像运动补偿与几何校正方法

权利要求书

1.一种高精度大前斜视SAR成像运动补偿与几何校正方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：对原始回波进行多普勒中心估计得到斜平面斜视角，并构造波数谱中心校正函数；基于波数谱中心校正函数与原始回波，将方位波数谱搬移至基带，得到方位基带回波；

步骤二：对方位基带回波进行距离向傅里叶变换，并根据雷达参考斜距处的一阶运动补偿函数，完成一阶运动补偿；

步骤三：将一阶运动补偿后的数据变换到二维波数域，并根据二维波数域的景中心参考函数，完成场景中心聚焦与一致压缩；

步骤四：对一致压缩后的二维波数谱开展沿视线方向的扩展Stolt插值，得到沿视线和垂直视线方向的二维波数谱，实现距离-方位解耦；

步骤五：将扩展Stolt插值后的回波变换到二维空间域，并将原始回波的运动误差映射到视线方向，完成视线方向空变的二阶运动补偿；

步骤六：根据二阶运动补偿后的数据以及方位向的二次参考函数，进行空间域去斜，变换到方位波数域，完成目标聚焦，得到斜平面聚焦SAR图像；

步骤七：根据目标在沿视线方向的斜平面与地平面的几何映射关系，通过二维插值几何校正，得到无畸变的地平面大前斜视SAR图像。

2.根据权利要求1所述的高精度大前斜视SAR成像运动补偿与几何校正方法，其特征在于，步骤一中通过将构造的波数谱中心校正函数与基带原始回波的二维空间域表达式相乘，将方位波数谱变换至基带，得到方位基带回波；其中波数谱中心校正函数H_{azi_b}(X,f_dc)＝exp{-jK_xcX}，K_xc为方位中心波数，K_xc＝2πf_dc/v，f_dc为原始回波的方位多普勒中心频率，v为载机飞行速度。

3.根据权利要求1所述的高精度大前斜视SAR成像运动补偿与几何校正方法，其特征在于，步骤二中对方位基带回波进行距离向傅里叶变换，并与参考成像中心处的一阶运动补偿函数相乘，完成一阶运动补偿；一阶运动补偿函数为H_{moco_1st}(X,K_r)＝exp{j2K_r·R_{err_1st}(X)}，其中K_r＝2π(f_c+f_r)/c为距离向波数，c为光速，f_c为中心频率，f_r为发射LFM信号的距离向频率，-f_s/2≤f_r≤f_s/2，f_s为距离向采样率。

4.根据权利要求3所述的高精度大前斜视SAR成像运动补偿与几何校正方法，其特征在于，步骤三中在一阶运动补偿后，将数据沿方位向做傅里叶变换，得到场景中心的二维波数谱，将二维波数谱与二维波数域参考函数相乘，完成场景中心聚焦与一致压缩；其中二维波数域参考函数为：

其中，P*(K_r)是P(K_r)的复数共轭，是发射LFM信号的波数谱，B_r为信号带宽，K_rc为距离中心波数，X_c、Y_c为定值，K_X为方位向波数。

5.根据权利要求4所述的高精度大前斜视SAR成像运动补偿与几何校正方法，其特征在于，步骤五中通过将沿LOS方向进行扩展的Stolt插值后的回波数据与方位空间域扩展函数相乘，然后做二维逆傅里叶变换到二维空间域，并将原始回波域的运动误差映射到LOS方向，完成LOS方向空变的二阶运动补偿；其中方位空间域扩展函数H_{azi_ext}(K_a；B_c)为，

其中K_a为LOS_⊥方向的波数，为定值，是载机孔径中心到参考成像中心的距离。

6.根据权利要求5所述的高精度大前斜视SAR成像运动补偿与几何校正方法，其特征在于，步骤六中通过在空间域将二阶运动补偿后的数据与二次相位参考函数相乘，在LOS_⊥方向完成去斜；其中二次去斜参考函数为

其中，a为LOS_⊥方向空变的目标位置，b为LOS方向空变的目标位置。