[发明专利]一种补偿背景电离层对GEOSAR成像影响的参数化自聚焦方法

摘要

一种补偿背景电离层对GEOSAR成像影响的参数化自聚焦方法，首先利用匹配滤波对GEOSAR原始回波数据进行距离向脉冲压缩；在GEOSAR成像区域内选择一块矩形区域并进行网格划分；然后对距离向脉冲压缩后的GEOSAR数据进行包络对齐与相位补偿，并利用图像最小熵准则计算背景电离层随方位慢时间相对高阶变化函数的系数；最后判断是否结束迭代，若结束迭代，则利用迭代得到的高阶变化函数对所有成像区域回波的包络和相位补偿，进而实现该区域内的GEOSAR成像，本发明利用了背景电离层在GEOSAR合成孔径时间内的变化趋势可近似为多项式的特点，基于最小熵准则通过迭代的方式实现由电离层高阶变化所导致的回波包络走动校正及相位误差补偿，从而有效提高了GEOSAR成像质量。

主权项

一种补偿背景电离层对GEOSAR成像影响的参数化自聚焦方法，其特征在于步骤如下：(1)利用匹配滤波对GEOSAR原始回波数据进行距离向脉冲压缩；(2)按照BP算法处理流程，在GEOSAR成像区域内选择一块矩形区域，并对选取的矩形区域进行网格划分，每个网格点为一个地面散射点，令选择的矩形区域内包含M×N个地面散射点；(3)根据步骤(2)中选择的矩形成像区域和GEOSAR卫星的星历参数，对步骤(1)中距离向脉冲压缩后的GEOSAR数据进行包络对齐与相位补偿，包络对齐与相位补偿后地面散射点(p,q)的方位回波Spq(tm)为：Spq(tm)=σpqGpqsinc(t^-240.3TEC(tm)f02c-2Rpqc)exp(j22π40.3TEC(tm)f0c)]]>其中p＝1,2,...,M，q＝1,2,...,N，f0为GEOSAR原始回波载波频率，c为光速，σpq为目标后向散射系数，Gpq为距离压缩增益，等于发射脉冲的时间宽度与频谱宽度的乘积，TEC表示电磁波传播路径上电子密度的积分函数，tm为方位慢时间，且m＝1,2,…,K，K为雷达工作过程中发射接收到的脉冲个数，TEC(tm)表示电磁波传播路径上电子密度随方位慢时间的积分，为距离快时间，Rpq表示地面散射点(p,q)距离GEOSAR天线相位中心的最近斜距，电离层随方位慢时间tm相对高阶变化函数具体由公式：TEC^(k)(tk)=1016(a1(k)tm2+...+an-1(k)tmn)]]>给出，其中a1,a2,...,an‑1为电离层随方位慢时间tm相对高阶变化函数的系数；k为算法迭代次数；(4)利用图像最小熵准则计算电离层随方位慢时间tm相对高阶变化函数的系数解(5)若k＝0或则利用步骤(4)中计算得到电离层随方位慢时间tm相对高阶变化函数的系数解计算电离层TEC相对变化值用于补偿由电离层引起的包络走动，并令k＝k+1，返回步骤(4)，否则进入步骤(6)；所述ξ为预设的常数；(6)利用迭代得到的实现对所有成像区域回波的包络和相位补偿，进而实现该区域内的GEOSAR成像。