到：
[0039] S1 ( Θ ) = Wi ( θ + φ χ) +1 ( Θ ) +G.+Noise (I)
[0040] 其中，Θ為距離向視角A1為滾動角表示雙程距離向天線方向圖； Ι(θ)表示與目標相關的因素，包括散射特性，入射角等；G1表示歸一化后的系統(tǒng)增益， Noise表示斑點噪聲，i = 1，2, 3，......，N。
[0041] 步驟B :對于N個子帶，基于迭代方式，將相鄰的第i個和第i+Ι個子帶的模型相 減，得到：
[0042] Si(B) -Si+1 ( Θ ) = [Wi ( θ + φ j(k)) -ffi+1 ( θ + φ i+1(k)) ] +
[0043] (5)
[0044] [ Δ φ 見（θ + φ 嚴）-Δ φ i+1Di+1 ( θ + φ i+1(k)) ] +h
[0045] 其中，和Φ 1+1(k)分別為第k次對兩個滾動角的估計結果；△ Φ滿Δ φ ι+1分 別為當前估計值與真實值之間的偏差；h為波束間相對增益偏差常數(shù),D1為雙程天線方向圖 的導數(shù)。
[0046] 步驟C :對于N個子帶的N-I個重疊區(qū)中的第i個重疊區(qū)，以矩陣的形式表示方程 組；
[0047] 假設整個圖像由N個子帶拼接構成，則共有N-I個重疊區(qū)域，即第i個和第i+Ι個 子帶之間是第i個重疊區(qū)。
[0048] 對于第i個重疊區(qū)，記其中所有的距離門所對應的M個視角為，則 式（5)表示的是一個有M個方程的方程組，以矩陣的形式表示它，可得式（6):
[0049]
C 6)
[0052] 步驟D :將關于N-I個重疊區(qū)的方程組合并為一個，并將其轉換為矩陣形式如下：[0053]
[0050] 其中：
[0051]
[0056] 步驟E :對矩陣形式的關于N-I個重疊區(qū)的方程組，即式（7)，進行求解，得到當前 估計值與真實值之間的偏差的序列及波束間相對增益偏差的估計值序列的值： CN 105137429 A ~P 5/7 頁
[0057]
(:8.:)
[0058] 得到當前估計值與真實值之間的偏差的序歹的值，同時可以得S
的 值作為波束間相對增益偏差的估計值序列；
[0059] 步驟F :基于當前估計值與真實值之間的偏差的序5
的值，采用迭代方式求 解滾動角序歹！
的值；
[0060] 在實際工作中，該步驟F包括：
[0061] 子步驟Fl:設角
的初值，例如
[0062] 子步驟 F2 :令 k = 0 ;
[0063] 子步驟F3 :執(zhí)行下式：
[0064]
(9)
[0065] 子步驟F4 :判Il^是否成立，如果是，執(zhí)行子步驟F5 ;否則k = k+Ι，執(zhí)行子步驟F3 ;
CN 105137429 A ~P 6/7 頁
[0066] 本子步驟中，關于的
的判定值，本領域技術人員可以根據(jù)需要合理 設定，一般情況下，A彡1〇 3即可，而不局限于上述的Δ = 1〇 4。
[0067] 子步驟F5
[0068] 經(jīng)過若干次迭代后算法即可收斂，實驗表明，一般只需迭代很少的幾次就可以收 斂，得到很好的估計結果。
[0069] 下面通過仿真實驗來驗證本實施例技術方案的有效性。設計四個波位的ScanSAR 系統(tǒng)，雙程距離向天線方向圖如圖2所示。四個波位的波束寬度分別為2.8°，2.64°， 2.24°，1.9°。可以看到在各個波束的重疊區(qū)域天線的線性性相對都比較強。
[0070] 在生成回波中給天線隨機生成滾動角誤差，同時在各個波束間加入隨機的增益偏 差，之后分別用參考文獻4的方法和本發(fā)明的方法對二者進行估計。經(jīng)多次實驗取平均后 所得估計結果如表1所示，其中，波束間相對增益以波束一為基準）：
[0071] 表1不同方法估計結果的對比
[0072]
[0073] 下面給出一組加入隨機滾動角誤差和波束間相對增益偏差時，分別用兩個估計結 果進行距離向輻射校正后殘余誤差情況，如圖3所示。由圖3可以看出，用參考文獻4的方 法獲得的的估計結果進行校正后，還殘余有約〇. SdB的增益誤差，而用本實施例的方法得 到的估計結果進行校正后，基本沒有殘余誤差，四個波位的殘余增益都基本為〇。
[0074] 需要說明的是，本實施例提供了包含特定值的參數(shù)的示范，但這些參數(shù)無需確切 等于相應的值，而是可在可接受的誤差容限或設計約束內(nèi)近似于相應值。
[0075] 至此，已經(jīng)結合附圖對本發(fā)明實施例進行了詳細描述。依據(jù)以上描述，本領域技術 人員應當對本發(fā)明基于多個重疊區(qū)域數(shù)據(jù)聯(lián)合解算的ScanSAR滾動角估計方法有了清楚 的認識。
[0076] 需要說明的是，在附圖或說明書正文中，未繪示或描述的實現(xiàn)方式，均為所屬技術 領域中普通技術人員所知的形式，并未進行詳細說明。此外，上述對方法的定義并不僅限于 實施例中提到的各種具體方式，本領域普通技術人員可對其進行簡單地更改或替換。
[0077] 綜上所述，本發(fā)明基于多個重疊區(qū)域數(shù)據(jù)對ScanSAR滾動角進行估計的方法，同 時對滾動角和波束間相對增益偏差進行了估計，提高了估計精度，對ScanSAR模式下距離 向輻射校正有著重要意義。
[0078] 以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳 細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡 在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保 護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1. 一種基于多個重疊區(qū)域數(shù)據(jù)聯(lián)合解算的ScanSAR滾動角估計方法，其特征在于，包 括： 步驟A :對于重疊區(qū)中N個子帶中第i個子帶的圖像，對功率取對數(shù)，在方位向上進行 平均，得到圖像功率隨距離向視角9的變化關系，記為SJ0)，對其進行建模； 步驟B :基于迭代方式，對于N個子帶，將相鄰的第i個和第i+1個子帶的模型相減； 步驟C :對于N個子帶的N-I個重疊區(qū)中的第i個重疊區(qū)，以矩陣的形式表示方程組； 步驟D :將關于N-I個重疊區(qū)的方程組合并為一個，并將其轉換為矩陣形式； 步驟E :對矩陣形式的關于N-I個重疊區(qū)的方程組進行求解，得到當前估計值與真實值 之間的偏差的序列；以及 步驟F :基于當前估計值與真實值之間的偏差的序列的值，采用迭代方式求解滾動角 序列的值。2. 根據(jù)權利要求1所述的ScanSAR滾動角估計方法，其特征在于，所述步驟A中，圖像 功率隨距離向視角0的變化關系SJ 0 )建模的結果為： S1 ( 0 ) = W1 ( 0 + <i> x) +1 ( 0 ) +G.+Noise 其中，0為距離向視角；、為滾動角；Wje+ci^)表示雙程距離向天線方向圖；1(0) 表示與目標相關的因素；Gi表示歸一化后的系統(tǒng)增益；Noise表示斑點噪聲，i = 1，2， 3，......，N〇3. 根據(jù)權利要求2所述的ScanSAR滾動角估計方法，其特征在于，所述步驟B中，相鄰 的第i個和第i+1個子帶的模型相減，得到的結果為： S1 ( 0 ) _S1+1 ( 0 ) = [W1 ( 0 + 傘嚴)-W1+1 ( 0 + 巾 1+1(k)) ] + [A (6^(9+(Jj1^)-A (i>1+1D1+i(0+4>1+i (k))]+h 其中，巾嚴和（J) i+1(k)分別為第k次對兩個滾動角的估計結果；A (J) jP A (J) 1+1分別為 當前估計值與真實值之間的偏差；h為波束間相對增益偏差常數(shù)，D1S雙程天線方向圖的導 數(shù)。4. 根據(jù)權利要求3所述的ScanSAR滾動角估計方法，其特征在于，所述步驟C中，對于 第i個重疊區(qū)，所有的距離門所對應的％個視角為⑷K 1,,],以矩陣的形式表示的有 M1個方程的方程組為： 5. 根據(jù)權利要求4所述的ScanSAR滾動角估計方法，其特征在于，所述步驟D中，N-I 個重疊區(qū)的方程組轉換后的矩陣形式為：6. 根據(jù)權利要求5所述的ScanSAR滾動角估計方法，其特征在于，所述步驟E中，按照 下式進行求解，得到當前估計值與真實值之間的偏差的序列：的估計值。7. 根據(jù)權利要求6所述的ScanSAR滾動角估計方法，其特征在于，所述步驟F包括：行子步驟F3;8.根據(jù)權利要求7所述的ScanSAR滾動角估計方法，其特征在于，所述A < 10 3。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于多個重疊區(qū)域數(shù)據(jù)聯(lián)合解算的ScanSAR滾動角估計方法。該ScanSAR滾動角估計方法在滾動角估計中聯(lián)合考慮了全部重疊區(qū)域的數(shù)據(jù)，利用了各個子帶滾動角的相互約束關系，估計精度有較大提高，對ScanSAR模式下距離向輻射校正有著重要意義；同時，在估計中對距離向天線方向圖的非線性要求較低，即使子帶重疊區(qū)域天線線性很強時，也能得到準確的估計結果，有較強的魯棒性。
【IPC分類】G01S13/90
【公開號】CN105137429
【申請?zhí)枴緾N201510455357
【發(fā)明人】張曉 , 仇曉蘭, 丁赤飚, 雷斌
【申請人】中國科學院電子學研究所
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年7月29日