專利名稱：基于距離頻域的解模糊方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于信號特征控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于距離頻域的解模糊方法。
背景技術(shù)：
合成孔徑雷達(dá)(SAR)是一種高分辨率的二維成像雷達(dá)，具有全天候、全天時的成像特點(diǎn)，是現(xiàn)代高技術(shù)戰(zhàn)爭中戰(zhàn)場感知與監(jiān)視的重要傳感器。合成孔徑雷達(dá)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于軍事及國民經(jīng)濟(jì)的許多領(lǐng)域，如軍事偵察、環(huán)境監(jiān)測、土地資源管理等。SAR的距離分辨率通過發(fā)射大的時寬帶寬信號，再進(jìn)行脈沖壓縮得到；方位分辨率通過對回波信號的多普勒歷程進(jìn)行匹配處理得到。在方位向壓縮，距離徙動校正和圖像的地理幾何校正等方面都要用到多普勒中心頻率的準(zhǔn)確值。若多普勒中心頻率沒有估計或估計不準(zhǔn)確將導(dǎo)致圖像位置發(fā)生偏移以及信噪比降低。因此在合成孔徑雷達(dá)(SAR)的數(shù)據(jù)處理中，估計多普勒中心頻率是必不可少的。但是當(dāng)雷達(dá)斜視角太大或平臺不平穩(wěn)時，多普勒中心頻率的準(zhǔn)確值要遠(yuǎn)大于脈沖重復(fù)頻率(PRF)，這樣必然會導(dǎo)致多普勒模糊的產(chǎn)生。相關(guān)國內(nèi)外文獻(xiàn)也給出了一些解多普勒模糊的方法，例如一種距離方位相關(guān)方法，還有R-D域?qū)Ρ榷茸钚』舛嗥绽漳：?，但該方法需要進(jìn)行迭代并且其準(zhǔn)確性不太高。在SAR平臺飛行不平穩(wěn)或斜視角較大時，需要有能夠高效且準(zhǔn)確估計出多普勒參數(shù)的算法，現(xiàn)有的算法并不滿足這些要求。因此提出一種能夠高效且準(zhǔn)確地估計出多普勒中心頻率的方法是很有必要的
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有解多普勒模糊的方法需要進(jìn)行迭代并且其準(zhǔn)確性不太高，而提供一種能夠高效且準(zhǔn)確地估計出多普勒中心頻率的基于距離頻域的解模糊方法。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種基于距離頻域的解模糊方法，包括如下步驟步驟S1、對原始的SAR數(shù)據(jù)進(jìn)行距離向壓縮；步驟S2、對距離向壓縮后的數(shù)據(jù)做距離向FFT ；步驟S3、進(jìn)行距離向分塊；步驟S4、對每個距離塊進(jìn)行模糊的多普勒中心頻率估計；步驟S5、對模糊的多普勒中心按距離頻率進(jìn)行一次線性擬合，得到的多普勒中心頻率。如上所述的一種基于距離頻域的解模糊方法，其中所述步驟S5后還包括步驟S6、估計出模糊數(shù)；步驟S7、利用模糊數(shù)校正得到準(zhǔn)確的多普勒中心頻率。如上所述的一種基于距離頻域的解模糊方法，其中所述步驟S5中，擬合所得的直線的斜率為A1，則估計得到的多普勒中心頻率為^lie=A1 · &，其中，f0是雷達(dá)載頻。
如上所述的一種基于距離頻域的解模糊方法，其中所述步驟S6中，模糊數(shù)為n=floor(fDC/PRF+0. 5)，其中，floor ( □)表示取整，PRF為脈沖重復(fù)頻率。如上所述的一種基于距離頻域的解模糊方法，其中所述步驟S7中，校正得到準(zhǔn)確的多普勒中心頻率為fDC/ =n · PRF+mean [fDB (k)],其中,mean( □)表示求取均值，fDB (k)表示第 k 塊數(shù)據(jù)估計出的模糊多普勒中心頻率。如上所述的一種基于距離頻域的解模糊方法，其中所述步驟S4中采用自相關(guān)函數(shù)法進(jìn)行模糊的多普勒中心頻率估計。本發(fā)明的有益效果是1.由距離頻域出發(fā)，對距離向進(jìn)行分塊處理，利用自相關(guān)函數(shù)(⑶E)法估計模糊的多普勒解中心，從而估計得到正確的多普勒模糊數(shù)，最后得到了準(zhǔn)確的多普勒中心頻率。2.該方法可運(yùn)用于SAR成像中的參數(shù)估計，無需數(shù)據(jù)預(yù)處理，可以與其它數(shù)據(jù)處理過程并行操作，并且充分利用了 SAR的頻譜數(shù)據(jù)。本方法可以用于SAR平臺飛行不平穩(wěn)或斜視角較大時的多普勒參數(shù)估計，其技術(shù)特點(diǎn)是計算量小，估計出的參數(shù)準(zhǔn)確。


圖1是斜視時SAR成像幾何模型；圖2是本發(fā)明提供的一種基于距離頻域的解模糊方法流程圖；圖3是模糊的多普勒中心曲線及其擬合曲線。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明提供的一種基于距離頻域的解模糊方法進(jìn)行介紹假設(shè)雷達(dá)的斜視角為Θ，雷達(dá)在方位向?yàn)閷挷ㄊ?，波束寬度為β，雷達(dá)到點(diǎn)目標(biāo)的垂直斜距為R，V為雷達(dá)平臺運(yùn)動速度，X0為某個點(diǎn)目標(biāo)的X方向坐標(biāo)，X為雷達(dá)平臺的X方向坐標(biāo)，時間起始點(diǎn)這樣選擇當(dāng)t=0時雷達(dá)平臺位置X=O,于是有x=Vt。圖1為SAR斜視時成像幾何模型。由此，多普勒中心頻率可由下式計算
權(quán)利要求
1.一種基于距離頻域的解模糊方法，包括如下步驟 步驟S1、對原始的SAR數(shù)據(jù)進(jìn)行距離向壓縮； 步驟S2、對距離向壓縮后的數(shù)據(jù)做距離向FFT ； 步驟S3、進(jìn)行距離向分塊； 步驟S4、對每個距離塊進(jìn)行模糊的多普勒中心頻率估計； 步驟S5、對模糊的多普勒中心按距離頻率進(jìn)行一次線性擬合，得到的多普勒中心頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于距離頻域的解模糊方法，其特征在于所述步驟S5后還包括 步驟S6、估計出模糊數(shù)； 步驟S7、利用模糊數(shù)校正得到準(zhǔn)確的多普勒中心頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于距離頻域的解模糊方法，其特征在于所述步驟S5中，擬合所得的直線的斜率為A1，則估計得到的多普勒中心頻率為fre=Al ·&，其中，&是雷達(dá)載頻。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于距離頻域的解模糊方法，其特征在于所述步驟S6中，模糊數(shù)為n=flOOr(fDC/PRF+0. 5)，其中，floor ( □)表示取整，PRF為脈沖重復(fù)頻率。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于距離頻域的解模糊方法，其特征在于所述步驟S7中，校正得到準(zhǔn)確的多普勒中心頻率為 fDC/ =n · PRF+mean [fDB (k)]，其中，mean ( □)表示求取均值，fDB (k)表示第k塊數(shù)據(jù)估計出的模糊多普勒中心頻率。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于距離頻域的解模糊方法，其特征在于所述步驟S4中采用自相關(guān)函數(shù)法進(jìn)行模糊的多普勒中心頻率估計。
全文摘要
本發(fā)明屬于信號特征控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于距離頻域的解模糊方法。目的是解決現(xiàn)有解多普勒模糊的方法需要進(jìn)行迭代并且其準(zhǔn)確性不高的問題。該方法包括對原始的SAR數(shù)據(jù)進(jìn)行距離向壓縮的步驟；對距離向壓縮后的數(shù)據(jù)做距離向FFT的步驟；進(jìn)行距離向分塊的步驟；對每個距離塊進(jìn)行模糊的多普勒中心頻率估計的步驟；對模糊的多普勒中心按距離頻率進(jìn)行一次線性擬合，得到的多普勒中心頻率；估計出模糊數(shù)的步驟；以及利用模糊數(shù)校正得到準(zhǔn)確的多普勒中心頻率的步驟。本方法可用于SAR平臺飛行不平穩(wěn)或斜視角較大時的多普勒參數(shù)估計，其計算量小，估計出的參數(shù)準(zhǔn)確。
文檔編號G01S7/40GK103064084SQ20121035998
公開日2013年4月24日 申請日期2012年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月24日
發(fā)明者徐志明, 盧永革, 姚京萍 申請人:中國航天科工集團(tuán)第二研究院二O七所