合成孔径雷达成像方法及系统与流程

技术特征：
1.一种合成孔径雷达成像方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤s1：确定雷达的高度h、速度v、距离调频率k
r
以及发射的捷变prf波形，求解地面散射点的瞬时斜距；步骤s2：根据求解的瞬时斜距及发射的捷变脉冲重复频率信号建立雷达的回波信号模型；步骤s3：对雷达信号进行距离脉冲压缩；步骤s4：对距离脉冲压缩后的信号进行广义尺度变换操作，将非均匀信号恢复成均匀采样网格信号；步骤s5：对恢复后的信号利用距离徙动校正函数进行距离徙动校正，利用rd算法进行方位压缩，获得成像结果。2.根据权利要求1所述的合成孔径雷达成像方法，其特征在于：所述步骤s1中的瞬时斜距表达式具体为：式中，v、h、θ0分别表示雷达速度、雷达高度、波束中心下视角、波束中心方位角，表示目标离航线的最近斜距，t
m
表示非均匀的方位慢时间，是均匀时间基与偏移量的组合，即：t
m
＝τ
m
γ
m
＝mpri
mean
γ'
m
pri
mean
其中，m＝1,2,
…
,m；m表示均匀时间基，m为方位脉冲数，0≤γ
′
m
＜1表示第m个脉冲的偏移量的基，τ
m
表示均匀采样的第m个脉冲的方位慢时间，γ
m
表示第m个脉冲的随机偏移时间，pri
mean
表示平均的脉冲重复间隔。3.根据权利要求1所述的合成孔径雷达成像方法，其特征在于：所述步骤s2中雷达的回波信号模型具体为：式中，s0(t,t
m
)表示接收的回波信号进行下调频后的信号，其中t、t
m
分别表示距离时间和方位时间，a0、f
c
、c、k
r
、b分别表示信号幅度、中心载频、光速、信号调频率、信号带宽，rect()表示矩形窗函数，j表示虚数单位，t表示距离快时间，t
a
表示积累时间，f
r
表示距离频率变量。4.根据权利要求1所述的合成孔径雷达成像方法，其特征在于：所述步骤s3中的距离压缩的匹配函数为：式中，h1(f
r
,t
m
)表示距离压缩的匹配函数。5.根据权利要求1所述的合成孔径雷达成像方法，其特征在于：所述步骤s4中广义尺度
变换操作具体为：s2(f
r
,t
′
m
(i))＝∑
j∈z
s1(f
r
,t
m
(j))φ(f
c
t
′
m
(i)/(f
r
f
c
)
‑
t
m
(j))式中，s2(f
r
,t
′
m
(i))表示广义尺度变换后的信号，其中t
′
m
(i)表示进行广义尺度变化后的方位第i个时间，φ(
·
)表示一维高斯核函数，z表示核函数的作用范围，t
′
m
＝m
′
pri
mean
,m
′
＝1,2,...,m
new
，m
new
表示广义尺度变换后的方位点数，t
′
m
()表示进行广义尺度变化后的方位均匀时间序列，i表示进行广义尺度变化后的方位均匀时间的序号，t
m
(j)表示原始的第j个方位时间。6.一种合成孔径雷达成像系统，其特征在于，包括以下模块：模块m1：确定雷达的高度h、速度v、距离调频率k
r
以及发射的捷变prf波形，求解地面散射点的瞬时斜距；模块m2：根据求解的瞬时斜距及发射的捷变脉冲重复频率信号建立雷达的回波信号模型；模块m3：对雷达信号进行距离脉冲压缩；模块m4：对距离脉冲压缩后的信号进行广义尺度变换操作，将非均匀信号恢复成均匀采样网格信号；模块m5：对恢复后的信号利用距离徙动校正函数进行距离徙动校正，利用rd算法进行方位压缩，获得成像结果。7.根据权利要求6所述的一种合成孔径雷达成像系统，其特征在于：所述模块m1中的瞬时斜距表达式具体为：式中，v、h、θ0分别表示雷达速度、雷达高度、波束中心下视角、波束中心方位角，表示目标离航线的最近斜距，t
m
表示非均匀的方位慢时间，是均匀时间基与偏移量的组合，即：t
m
＝τ
m
γ
m
＝mpri
mean
γ'
m
pri
mean
其中，m＝1,2,
…
,m；m表示均匀时间基，m为方位脉冲数，0≤γ
′
m
＜1表示第m个脉冲的偏移量的基，τ
m
表示均匀采样的第m个脉冲的方位慢时间，γ
m
表示第m个脉冲的随机偏移时间，pri
mean
表示平均的脉冲重复间隔。8.根据权利要求6所述的一种合成孔径雷达成像系统，其特征在于：所述模块m2中雷达的回波信号模型具体为：式中，s0(t,t
m
)表示接收的回波信号进行下调频后的信号，其中t、t
m
分别表示距离时间和方位时间，a0、f
c
、c、k
r
、b分别表示信号幅度、中心载频、光速、信号调频率、信号带宽，rect( )表示矩形窗函数，j表示虚数单位，t表示距离快时间，t
a
表示积累时间，f
r
表示距离频率变量。
9.根据权利要求6所述的一种合成孔径雷达成像系统，其特征在于：所述模块m3中的距离压缩的匹配函数为：式中，h1(f
r
,t
m
)表示距离压缩的匹配函数。10.根据权利要求6所述的一种合成孔径雷达成像系统，其特征在于：所述模块m4中广义尺度变换操作具体为：s2(f
r
,t
′
m
(i))＝∑
j∈z
s1(f
r
,t
m
(j))φ(f
c
t
′
m
(i)/(f
r
f
c
)
‑
t
m
(j))式中，s2(f
r
,t
′
m
(i))表示广义尺度变换后的信号，其中t
′
m
(i)表示进行广义尺度变化后的方位第i个时间，φ(
·
)表示一维高斯核函数，z表示核函数的作用范围，t
′
m
＝m
′
pri
mean
,m
′
＝1,2,...,m
new
，m
new
表示广义尺度变换后的方位点数，t
′
m
()表示进行广义尺度变化后的方位均匀时间序列，i表示进行广义尺度变化后的方位均匀时间的序号，t
m
(j)表示原始的第j个方位时间。

技术总结
本发明提供了一种合成孔径雷达成像方法及系统，包括以下步骤：步骤S1：确定雷达的高度H、速度v、距离调频率K


技术研发人员：黄鹤 黄鹏辉 刘兴钊
受保护的技术使用者：上海交通大学
技术研发日：2021.07.12
技术公布日：2021/10/19