[发明专利]适合非匀速直线航迹的SAS成像和运动补偿方法

摘要

本发明涉及一种适合非匀速直线航迹的SAS成像和运动补偿方法，包括：建立最终输出图像的直角坐标成像网格，记录该直角坐标成像网格上每个像素点的坐标，其中，对于存在高程起伏的场景，还需要记录直角坐标成像网格上各个像素点的高程信息；建立一个全局的极坐标网格，用于各个子孔径图像的融合；以递归的方式实现多级子孔径合并、成像区域分解和子图像融合；递归过程终止，将极坐标系图像变换到直角坐标成像网格中，最终得到全空间分辨率的图像。

主权项

1.一种适合非匀速直线航迹的SAS成像和运动补偿方法，包括：步骤1)、建立最终输出图像的直角坐标成像网格，记录该直角坐标成像网格上每个像素点的坐标，其中，对于存在高程起伏的场景，还需要记录直角坐标成像网格上各个像素点的高程信息；建立一个全局的极坐标网格，用于各个子孔径图像的融合；步骤2)、以递归的方式实现多级子孔径合并、成像区域分解和子图像融合；其中，这一递归过程分为M个阶段，每个阶段所要完成的操作包括：步骤2‑1)、实现子孔径合并，完成相应的成像区域分解；步骤2‑2)、以一合并后的子孔径的中心为原点建立局部极坐标成像网格，且该局部极坐标成像网格中相邻像素的距离间隔和相邻像素的角域间隔满足式(2)：其中，Δr表示相邻像素的距离间隔，Δ(sinθ)表示像素的角域间隔，c为声速，B为发射信号的带宽，λ_min为信号中包含的最小波长，l为该局部极坐标成像网格所对应的孔径长度；步骤2‑3)、将一个完整的合成孔径划分为多个子孔径，将子孔径拟合直线航迹，然后根据子孔径等效相位中心的真实位置来计算瞬时斜距，进而生成极坐标子图像；其中，假设第m阶段第n个子孔径中心的方位坐标为y_n^(m)，以其为原点建立局部极坐标系，则所述极坐标子图像表示为：其中，λ_c取中心频率对应的波长，表示方位时间t_a时刻等效相位中心到像素点(r,θ_n^(m))的瞬时斜距，v表示方位速度信息；ss_M是将原始回波进行距离向脉冲压缩后的结果；第m阶段第n个子孔径中心的方位坐标为y_n^(m)的表达式为：其中，N^(m)为第m阶段的子孔径数目，m＝1,2,…，M；每个子孔径的长度l^(m)＝L_a/N^(m)；在本步骤中，通过拟合直线航迹，使得瞬时斜距的计算更为简便，子图像融合也得以简化，其表达式为：步骤2‑4)、根据子孔径中心与步骤1)建立的全局极坐标成像网格之间的几何关系，通过距离和角域插值将步骤2‑3)所得到的极坐标子图像投影至全局极坐标成像网格，得到当前子孔径所对应的输出图像；步骤2‑5)、存储当前子孔径对应的输出图像；然后跳转至下一个合并后的子孔径，重复之前的步骤处理过程，直至处理完全部的合并后子孔径；步骤2‑6)、读取各合并后子孔径的输出图像并进行相干叠加；步骤3)、递归过程终止，将极坐标系图像变换到步骤1)所建立的直角坐标成像网格中，最终得到全空间分辨率的图像。