一種雙基地調(diào)頻連續(xù)波合成孔徑雷達(dá)頻率變標(biāo)成像方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及合成孔徑雷達(dá)（Synthetic Aperture Radar， SAR)頻率變標(biāo)成像技術(shù)中的雙基地調(diào)頻連續(xù)波SAR的成像方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 合成孔徑雷達(dá)（Synthetic Aperture Radar，SAR)是一種全天時(shí)、全天候的現(xiàn)代高 分辨率微波遙感成像雷達(dá)，它利用雷達(dá)天線和目標(biāo)區(qū)域間的相對運(yùn)動來獲得空間的高分辨 率。在軍事偵察、地形測繪、植被分析、海洋及水文觀測、環(huán)境及災(zāi)害監(jiān)視、資源勘探以及地 殼微變檢測等領(lǐng)域，合成孔徑雷達(dá)發(fā)揮了越來越重要的作用。
[0003] 雙基SAR是一種新的雷達(dá)體制，系統(tǒng)發(fā)射站和接收站分置于不同平臺上，收發(fā)分 置的特點(diǎn)使其具備了許多突出的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，如獲取目標(biāo)信息豐富、作用距離遠(yuǎn)、安全性 好、抗干擾能力強(qiáng)等。
[0004] 雙基地調(diào)頻連續(xù)波SAR將雙站SAR技術(shù)和調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)技術(shù)相結(jié)合，不僅具有 調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)體積小、重量輕、造價(jià)低和抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，同時(shí)又具有雙站脈沖SAR 系統(tǒng)獲取目標(biāo)信息豐富、安全性好等特點(diǎn)，使該體制SAR系統(tǒng)非常適合無人機(jī)等小型平臺。 此外，由于調(diào)頻連續(xù)波SAR是連續(xù)發(fā)射和接收調(diào)制信號，需要分別安置發(fā)射和接收天線，雙 基地調(diào)頻連續(xù)波SAR本身具有的收發(fā)分置的特點(diǎn)可以很好的解決該問題。
[0005] 由于雙基地調(diào)頻連續(xù)波SAR不得不考慮脈沖持續(xù)時(shí)間內(nèi)發(fā)射站和接收站連續(xù)運(yùn) 動引起的瞬時(shí)斜距變化，所以雙站脈沖SAR的停-走-停近似不再有效，從而導(dǎo)致雙站脈 沖SAR的成像算法不再適用于雙站調(diào)頻連續(xù)波SAR。在文獻(xiàn)"Liu Y，Deng Y K，Wang R，et al. Model and signal processing of bistatic frequency-modulated continuous wave synthetic aperture radar, Sonar&Navigation, IET, 2〇l2, 6 (6) : 472_482· " 中提出了一種 雙基地調(diào)頻連續(xù)波SAR回波模型和擴(kuò)展的逆chirp-Z變換成像算法，但并未考慮脈沖持續(xù) 時(shí)間內(nèi)發(fā)射站和接收站連續(xù)運(yùn)動引起的瞬時(shí)斜距變化。文獻(xiàn)"Y. Liu，Υ. K. Deng，R. Wang，and 0·LofTeld, Bistatic FMCff SAR signal model and imaging approach, Aerospace and Electronic Systems, IEEE Transactions on, vol. 49, no. 3, pp. 2Ol7 - 2〇28, 2〇l3· "在考慮 了瞬時(shí)斜距變化的情況下，提出了一種雙基地調(diào)頻連續(xù)波SAR距離多普勒域成像算法，但 是該方法采用大量插值操作來實(shí)現(xiàn)距離徙動校正，速度慢，效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是，針對雙基地調(diào)頻連續(xù)波SAR距離多普勒域成像算法插值運(yùn)算帶 來的運(yùn)算量龐大以及處理速度慢的問題，設(shè)計(jì)一種雙基地調(diào)頻連續(xù)波合成孔徑雷達(dá)頻率變 標(biāo)成像方法，提高了處理速度。
[0007] 本發(fā)明提出了一種雙基地調(diào)頻連續(xù)波合成孔徑雷達(dá)頻率變標(biāo)成像方法，具體包括 如下步驟：
[0008] 步驟一：獲取回波信號并進(jìn)行預(yù)處理
[0009] 成像系統(tǒng)參數(shù)初始化：
[0010] 發(fā)射站的位置坐標(biāo)為（xT, yT, hT)，接收站零時(shí)刻位置坐標(biāo)為（xK, yK, hK)，其中，xT、yT 和1^分別為發(fā)射站的x軸、y軸和z軸坐標(biāo)；x K、yjP h !；分別為接收站的x軸、y軸和z軸 坐標(biāo)；波速中心位于場景坐標(biāo)原點(diǎn)處時(shí)記為零時(shí)刻，平臺速度為V，場景中任一點(diǎn)目標(biāo)的位 置坐標(biāo)為P (X，y)。
[0011] 雙基地調(diào)頻連續(xù)波SAR回波信號建模：
[0012] 計(jì)算雙基地調(diào)頻連續(xù)波SAR的雙程距離延時(shí)：雙程距離延時(shí)記為n d，發(fā)射信號在 任意方位向時(shí)間η通過發(fā)射站發(fā)射，然后在時(shí)間n + nd通過接收站接收，Rt(n ;x，y)代表 從發(fā)射站到點(diǎn)目標(biāo)的瞬時(shí)斜距，RK(n + nd;x，y)代表從點(diǎn)目標(biāo)到接收站的瞬時(shí)斜距。雙基 地調(diào)頻連續(xù)波SAR的雙程距離延時(shí)表示為％ = A(W) +&(" + H.)')，其中， C
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種雙基地調(diào)頻連續(xù)波合成孔徑雷達(dá)頻率變標(biāo)成像方法，具體包括如下步驟： 步驟一：獲取回波信號并進(jìn)行預(yù)處理； 步驟二：對回波信號進(jìn)行去調(diào)頻并移除殘余視頻相位； 步驟三：對移除殘余視頻相位的回波信號進(jìn)行補(bǔ)余距離徙動校正； 步驟四：對補(bǔ)余距離徙動校正后的回波信號進(jìn)行二次距離壓縮，一致距離徙動校正和 位置偏移校正； 步驟五：方位壓縮； 步驟六：對信號方位向進(jìn)行逆傅里葉變換，得到最終的聚焦圖像。
2. 如權(quán)利要求1所述的雙基地調(diào)頻連續(xù)波SAR頻率變標(biāo)成像方法，其特征在于：步驟 一中，獲取回波信號并進(jìn)行預(yù)處理的步驟為：成像系統(tǒng)參數(shù)初始化；雙基地調(diào)頻連續(xù)波SAR 回波信號建模；計(jì)算回波信號的二維頻譜；分解回波信號的二維頻譜。
3. 如權(quán)利要求2所述的雙基地調(diào)頻連續(xù)波SAR頻率變標(biāo)成像方法，其特征在于： 成像系統(tǒng)參數(shù)初始化的具體實(shí)現(xiàn)方式為： 設(shè)雙基地調(diào)頻連續(xù)波SAR頻率變標(biāo)成像系統(tǒng)的發(fā)射站的位置坐標(biāo)為（xT，yT，hT)，其中， h :分別為發(fā)射站的x軸、y軸和z軸坐標(biāo)；接收站零時(shí)刻位置坐標(biāo)為（x K, yK, hK)，其 中XpyjP h !；分別為接收站的x軸、y軸和z軸坐標(biāo)；波速中心位于場景坐標(biāo)原點(diǎn)處時(shí)記為 零時(shí)刻，平臺速度為V，場景中任一點(diǎn)目標(biāo)的位置坐標(biāo)為P (X，y); 雙基地調(diào)頻連續(xù)波SAR回波信號建模的具體實(shí)現(xiàn)方式為： 計(jì)算雙基地調(diào)頻連續(xù)波SAR的雙程距離延時(shí)：雙程距離延時(shí)記為n d，發(fā)射信號在任意 方位向時(shí)間η通過發(fā)射站發(fā)射，然后在時(shí)間n + nd通過接收站接收，RT(n ;x，y)代表從發(fā) 射站到點(diǎn)目標(biāo)的瞬時(shí)斜距，RK( n + n d;x，y)代表從點(diǎn)目標(biāo)到接收站的瞬時(shí)斜距；雙基地調(diào) 頻連續(xù)波SAR的雙程距離延時(shí)表示為％ = + + 其中， C
C為電磁波傳播速度，rT，rK分別為發(fā)射站和接收站與點(diǎn)目標(biāo)P(x，y)的最近斜距，且 rT - sj(xr -xf +hi , rR -」(xR - x丫 + @ θST，Θ SR分別為零時(shí)刻發(fā)射站與接收站的斜視 角，且 QST=arctan(|yT-