本公開涉及雷達成像處理，更具體地，涉及一種機載正側視重疊子孔徑成像方法及裝置。

背景技術：

1、sar（synthetic?aperture?radar,?機載合成孔徑雷達）成像因具有全天時、全天候對地實時檢測的特性，是地形測繪、目標觀測等應用的重要方法。機載sar成像的重點研究方向是高分辨率、大幅寬、高效率的成像技術，以及高魯棒的機載sar運動補償方法。機載sar成像包括正側視成像和斜側視成像，正側視成像代表成像時飛機運動方向與天線波束指向垂直。

2、機載sar實時成像系統(tǒng)中，由于高分辨率成像的要求，運動測量誤差的精度需要達到波長級，然而，慣導精度通常達不到，因此常采用慣導運動補償結合自聚焦運動補償算法，對運動誤差進行補償。在慣導精度有限的情況下，通過自聚焦進行殘余相位誤差補償可以提升成像質量，實現(xiàn)不受載機平臺運動影響的高分辨率成像。

3、osa（overlapped?subaperture?algorithm,?重疊子孔徑算法）可以補償波前彎曲，校正空變相位誤差，提升成像范圍，生成高分辨率圖像，是一種適合實時處理的成像方法。pga（phase?gradient?autofocus,?相位梯度自聚焦）方法基于數(shù)據(jù)估計，校正除了一階外任意階數(shù)的相位誤差，對于高階相位誤差估計有優(yōu)勢，適用性很高。

4、目前，對于機載sar成像方法，在使用pga方法補償殘余的載機運動誤差后，pga方法無法估計的線性相位誤差對成像質量的影響。

5、殘余的線性相位誤差雖然不會影響osa算法中子圖像的聚焦效果，但會使處理過程中的相位補償失配，從而造成主區(qū)目標能量和模糊區(qū)能量的比值下降，影響osa中圖像拼接的效果，最終降低圖像質量。

技術實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本公開提供了一種機載正側視重疊子孔徑成像方法及裝置。

2、本公開的一個方面提供了一種機載正側視重疊子孔徑成像方法，包括：對原始回波數(shù)據(jù)進行預處理，得到第一回波數(shù)據(jù)和第二回波數(shù)據(jù)；其中，上述預處理只考慮視線方向運動誤差；對上述第一回波數(shù)據(jù)進行方位向分割，得到多個第一子孔徑數(shù)據(jù)；利用相位梯度自聚焦方法，從上述多個第一子孔徑數(shù)據(jù)中提取相位誤差；基于上述相位誤差，對上述第二回波數(shù)據(jù)進行補償，得到第三回波數(shù)據(jù)；根據(jù)上述第三回波數(shù)據(jù)計算線性相位誤差；將上述線性相位誤差與上述相位誤差結合，得到總相位誤差；基于上述總相位誤差，對上述多個第一子孔徑數(shù)據(jù)進行補償，得到多個第二子孔徑數(shù)據(jù)；根據(jù)上述多個第二子孔徑數(shù)據(jù)，得到多個子孔徑圖像；以及將上述多個子孔徑圖像拼接，輸出全孔徑圖像。

3、根據(jù)本公開的實施例，上述方法還包括：對上述第二回波數(shù)據(jù)進行方位向分割，得到多個第三子孔徑數(shù)據(jù)；根據(jù)上述多個第三子孔徑數(shù)據(jù)估計上述線性相位誤差。

4、根據(jù)本公開的實施例，根據(jù)上述第三回波數(shù)據(jù)計算線性相位誤差，包括：根據(jù)上述第三回波數(shù)據(jù)估計多普勒中心；根據(jù)上述多普勒中心計算上述線性相位誤差。

5、根據(jù)本公開的實施例，利用相位梯度自聚焦方法，從上述多個第一子孔徑數(shù)據(jù)中提取相位誤差，包括：將上述多個第一子孔徑數(shù)據(jù)進行距離向逆傅里葉變換，得到多個二維圖像信息；利用相位梯度自聚焦方法，從上述多個二維圖像信息中提取相位誤差。

6、根據(jù)本公開的實施例，上述方法還包括：在對上述第二回波數(shù)據(jù)進行補償之前，對上述第二回波數(shù)據(jù)去除特顯點，包括：在利用上述相位梯度自聚焦方法提取上述相位誤差的過程中，提取到上述第一回波數(shù)據(jù)的特顯點的距離向索引，根據(jù)上述距離向索引去除上述第二回波數(shù)據(jù)中的特顯點，其中，上述第二回波數(shù)據(jù)中的特顯點表征上述第二回波數(shù)據(jù)中的強散射點。

7、根據(jù)本公開的實施例，對上述第一回波數(shù)據(jù)進行方位向分割，得到多個第一子孔徑數(shù)據(jù)，包括：對上述第一回波數(shù)據(jù)離散化處理，得到離散化的第一回波數(shù)據(jù)，其中，上述離散化處理包括方位向時域離散化和距離向頻域離散化；對上述離散化的第一回波數(shù)據(jù)進行方位向分割，得到多個子孔徑數(shù)據(jù)；將上述多個子孔徑數(shù)據(jù)進行線性調頻z變換，得到上述多個第一子孔徑數(shù)據(jù)。

8、根據(jù)本公開的實施例，根據(jù)上述多個第二子孔徑數(shù)據(jù)，得到多個子孔徑圖像，包括：根據(jù)上述多個第二子孔徑數(shù)據(jù)，估計目標方位向位置；根據(jù)上述目標方位向位置，估計第一誤差參數(shù)；根據(jù)上述第一誤差參數(shù)，估計第一精確相位誤差；基于上述第一精確相位誤差，對上述多個第二子孔徑數(shù)據(jù)進行補償，得到多個第四子孔徑數(shù)據(jù)；將上述多個第四子孔徑數(shù)據(jù)進行距離向傅里葉逆變換，得到多個第五子孔徑數(shù)據(jù)；根據(jù)上述多個第五子孔徑數(shù)據(jù)，得到上述多個子孔徑圖像。

9、根據(jù)本公開的實施例，根據(jù)上述多個第五子孔徑數(shù)據(jù)，得到上述多個子孔徑圖像，包括：根據(jù)上述多個第五子孔徑數(shù)據(jù)，估計目標距離向位置；根據(jù)上述目標距離向位置和上述目標方位向位置，估計第二誤差參數(shù)；根據(jù)上述第二誤差參數(shù)，估計第二精確相位誤差；基于上述第二精確相位誤差，對上述多個第五子孔徑數(shù)據(jù)進行補償，得到多個第六子孔徑數(shù)據(jù)；將上述多個第六子孔徑數(shù)據(jù)進行子孔徑間傅里葉變換，得到多個第七子孔徑數(shù)據(jù)；根據(jù)上述多個第七子孔徑數(shù)據(jù)，生成上述多個子孔徑圖像。

10、根據(jù)本公開的實施例，對原始回波數(shù)據(jù)進行預處理，得到第一回波數(shù)據(jù)和第二回波數(shù)據(jù)，包括：對慣導補償后的原始回波數(shù)據(jù)進行距離向傅里葉變換，得到傅里葉變換后的回波數(shù)據(jù)；通過濾波器對上述傅里葉變換后的回波數(shù)據(jù)進行濾波，得到預處理的回波數(shù)據(jù)；對上述預處理的回波數(shù)據(jù)進行距離向插值，得到上述第一回波數(shù)據(jù)；對上述預處理的回波數(shù)據(jù)進行距離向抽樣，得到上述第二回波數(shù)據(jù)。

11、本公開的另一個方面提供了一種機載正側視重疊子孔徑成像裝置，包括：第一得到模塊，用于對原始回波數(shù)據(jù)進行預處理，得到第一回波數(shù)據(jù)和第二回波數(shù)據(jù)；第二得到模塊，用于對上述第一回波數(shù)據(jù)進行方位向分割，得到多個第一子孔徑數(shù)據(jù)；提取模塊，用于利用相位梯度自聚焦方法，從上述多個第一子孔徑數(shù)據(jù)中提取相位誤差；第一補償模塊，用于基于上述相位誤差，對上述第二回波數(shù)據(jù)進行補償，得到第三回波數(shù)據(jù)；計算模塊，用于根據(jù)上述第三回波數(shù)據(jù)計算線性相位誤差；第三得到模塊，用于將上述線性相位誤差與上述相位誤差結合，得到總相位誤差；第二補償模塊，基于上述總相位誤差，對上述多個第一子孔徑數(shù)據(jù)進行補償，得到多個第二子孔徑數(shù)據(jù)；第四得到模塊，用于根據(jù)上述多個第二子孔徑數(shù)據(jù)，得到多個子孔徑圖像；以及輸出模塊，用于將上述多個子孔徑圖像拼接，輸出全孔徑圖像。

12、本公開的另一個方面提供了一種電子設備，包括：

13、一個或多個處理器；

14、存儲器，用于存儲一個或多個程序，

15、其中，當所述一個或多個程序被所述一個或多個處理器執(zhí)行時，使得所述一個或多個處理器實現(xiàn)如上所述的方法。

16、根據(jù)本公開的實施例，通過對第一回波數(shù)據(jù)進行方位向分割，得到多個子孔徑圖像，利用相位梯度自聚焦方法從子孔徑圖像中提取全孔徑相位誤差，補償給第二回波數(shù)據(jù)，根據(jù)經(jīng)過相位梯度自聚焦方法補償后的第三回波數(shù)據(jù)，估計多普勒中心及其對應的線性相位誤差，將相位梯度自聚焦方法提取到的相位誤差與線性相位誤差結合，得到總相位誤差，再補償給第一回波數(shù)據(jù)的子孔徑數(shù)據(jù)，殘余的線性相位誤差可以得到補償，改善了成像性能。