圆周扫描地基SAR的三维成像旁瓣抑制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种圆周扫描地基SAR的三维成像旁瓣抑制方法及装置，方法包括：获得圆周扫描地基SAR对点目标的三维SAR图像仿真结果；根据三维SAR图像仿真结果，确定三维旁瓣分布信息；根据三维旁瓣分布信息，建立圆周扫描地基SAR在等距离曲面上的三维成像模型；根据三维成像模型，确定圆周扫描地基SAR在等距离曲线上的点扩展函数；根据圆周扫描地基SAR在等距离曲线上的点扩展函数，以及预设的带宽频率比和相位中心数量，建立多相位中心圆周扫描地基SAR在等距离曲面上的点扩展函数；进行相变图分析，得到多个相变图矩阵，进行圆周扫描地基SAR的三维成像旁瓣抑制，本发明专利技术可以有效抑制圆周扫描地基SAR的三维旁瓣。制圆周扫描地基SAR的三维旁瓣。制圆周扫描地基SAR的三维旁瓣。

【技术实现步骤摘要】
圆周扫描地基SAR的三维成像旁瓣抑制方法及装置


[0001]本专利技术涉及地基SAR三维成像
，尤其涉及圆周扫描地基SAR的三维成像旁瓣抑制方法及装置。

技术介绍

[0002]目前，地基合成孔径雷达（Ground-based Synthetic Aperture Radar，GBSAR）已经应用于微小变形监测领域。但是传统的直线轨道GBSAR只能获取二维图像和一维形变。为了获取监测场景的三维形变信息，国内外学者逐渐开始研究多基线直线轨道地基SAR和圆周扫描地基SAR等三维成像地基SAR。其中，圆周扫描地基SAR是一种新体制三维成像地基SAR，它具有系统结构便捷，数据采集时间短，滑坡监测时效性强的优势。
[0003]圆周扫描地基SAR的频谱中空特性引起了其在三维成像中旁瓣较高的问题。传统的频域加窗等旁瓣抑制方法通过平滑频谱的边缘实现旁瓣抑制，但不能改善圆周扫描地基SAR的频谱中空特性，因此它并不适用于抑制圆周扫描地基SAR的高旁瓣。现有技术中分别采用了以频谱连续分布的方式拓宽频谱、均匀间隔的频谱稀疏分布方式拓宽频谱、随机间隔的频谱稀疏分布方式改善圆周扫描地基SAR的频谱中空特性等方法，实现对垂直于距离向平面的二维旁瓣抑制。但是，圆周扫描地基SAR的相位中心旋转半径相对较小，除了垂直于距离向的平面上的二维旁瓣之外，它在等距离曲面附近还存在三维高旁瓣的问题，这些方法只适用于优化抑制圆周扫描地基SAR垂直于距离向的平面上的二维旁瓣，无法有效抑制圆周扫描地基SAR的三维旁瓣。
[0004]因此，亟需一种可以克服上述问题的圆周扫描地基SAR的三维成像旁瓣抑制方案。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供一种圆周扫描地基SAR的三维成像旁瓣抑制方法，用以有效抑制圆周扫描地基SAR的三维旁瓣，该方法包括：获得圆周扫描地基SAR对点目标的三维SAR图像仿真结果；根据所述三维SAR图像仿真结果，确定三维旁瓣分布信息；根据三维旁瓣分布信息，建立圆周扫描地基SAR在等距离曲面上的三维成像模型；根据所述三维成像模型，确定圆周扫描地基SAR在等距离曲线上的点扩展函数；根据所述圆周扫描地基SAR在等距离曲线上的点扩展函数，以及预设的带宽频率比和相位中心数量，建立多相位中心圆周扫描地基SAR在等距离曲面上的点扩展函数；根据所述多相位中心圆周扫描地基SAR在等距离曲面上的点扩展函数，进行相变图分析，得到多个相变图矩阵；根据所述多个相变图矩阵，进行圆周扫描地基SAR的三维成像旁瓣抑制。
[0006]本专利技术实施例提供一种圆周扫描地基SAR的三维成像旁瓣抑制装置，用以有效抑制圆周扫描地基SAR的三维旁瓣，该装置包括：仿真结果获得模块，用于获得圆周扫描地基SAR对点目标的三维SAR图像仿真结果；
旁瓣分布确定模块，用于根据所述三维SAR图像仿真结果，确定三维旁瓣分布信息；成像模型建立模块，用于根据三维旁瓣分布信息，建立圆周扫描地基SAR在等距离曲面上的三维成像模型；点扩展函数确定模块，用于根据所述三维成像模型，确定圆周扫描地基SAR在等距离曲线上的点扩展函数；多相位中心模块，用于根据所述圆周扫描地基SAR在等距离曲线上的点扩展函数，以及预设的带宽频率比和相位中心数量，建立多相位中心圆周扫描地基SAR在等距离曲面上的点扩展函数；相变图分析模块，用于根据所述多相位中心圆周扫描地基SAR在等距离曲面上的点扩展函数，进行相变图分析，得到多个相变图矩阵；三维成像旁瓣抑制模块，用于根据所述多个相变图矩阵，进行圆周扫描地基SAR的三维成像旁瓣抑制。
[0007]本专利技术实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述圆周扫描地基SAR的三维成像旁瓣抑制方法。
[0008]本专利技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述圆周扫描地基SAR的三维成像旁瓣抑制方法的计算机程序。
[0009]本专利技术实施例通过获得圆周扫描地基SAR对点目标的三维SAR图像仿真结果；根据所述三维SAR图像仿真结果，确定三维旁瓣分布信息；根据三维旁瓣分布信息，建立圆周扫描地基SAR在等距离曲面上的三维成像模型；根据所述三维成像模型，确定圆周扫描地基SAR在等距离曲线上的点扩展函数；根据所述圆周扫描地基SAR在等距离曲线上的点扩展函数，以及预设的带宽频率比和相位中心数量，建立多相位中心圆周扫描地基SAR在等距离曲面上的点扩展函数；根据所述多相位中心圆周扫描地基SAR在等距离曲面上的点扩展函数，进行相变图分析，得到多个相变图矩阵；根据所述多个相变图矩阵，进行圆周扫描地基SAR的三维成像旁瓣抑制。本专利技术实施例所建立的三维成像模型准确的描述了圆周扫描地基SAR三维高旁瓣的分布，根据三维成像模型确定圆周扫描地基SAR在等距离曲线上的点扩展函数，从而定量的解析了圆周扫描地基SAR在等距离曲面上的波形分布，建立的多相位中心圆周扫描地基SAR在等距离曲面上的点扩展函数，为使用相变图分析优化圆周扫描地基SAR的三维高旁瓣提供了核心目标函数，从而有限相位中心数量下得到了最优三维成像旁瓣抑制效果对应的相位中心分布方案，在抑制垂直于距离向的平面上的二维旁瓣的基础上，还有效抑制了集中在与距离向正交的等距离曲面上的三维旁瓣。不仅提升了圆周扫描地基SAR在成像中的图像对比度以及清晰度，还解决了弱散射目标容易被强散射目标的旁瓣掩盖的问题，从而有效提升圆周扫描地基SAR的三维成像质量。
附图说明
[0010]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1为本专利技术实施例中圆周扫描地基SAR的三维成像旁瓣抑制方法示意图；图2为本专利技术实施例中圆周扫描地基SAR在XOY平面的成像仿真结果示意图；图3为本专利技术实施例中圆周扫描地基SAR的三维成像模型示意图；图4为本专利技术实施例中圆周扫描地基SAR的三维成像旁瓣抑制装置结构图。
具体实施方式
[0011]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本专利技术实施例做进一步详细说明。在此，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。
[0012]为了有效抑制圆周扫描地基SAR的三维旁瓣，本专利技术实施例提供一种圆周扫描地基SAR的三维成像旁瓣抑制方法，如图1所示，该方法可以包括：步骤101、获得圆周扫描地基SAR对点目标的三维SAR图像仿真结果；步骤102、根据所述三维SAR图像仿真结果，确定三维旁瓣分布信息；步骤103、根据三维旁瓣分布信息，建立圆周扫描地基SAR在等距离曲面上的三维成像模型；步骤104、根据所述三维成像模型，确定圆周扫描地基SAR在等距离曲线上的点扩展函数；步骤105、根据所述圆周扫描地基SAR在等距离曲线上的点扩展函数，以及预设的带宽频本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种圆周扫描地基SAR的三维成像旁瓣抑制方法，其特征在于，包括：获得圆周扫描地基SAR对点目标的三维SAR图像仿真结果；根据所述三维SAR图像仿真结果，确定三维旁瓣分布信息；根据三维旁瓣分布信息，建立圆周扫描地基SAR在等距离曲面上的三维成像模型；根据所述三维成像模型，确定圆周扫描地基SAR在等距离曲线上的点扩展函数；根据所述圆周扫描地基SAR在等距离曲线上的点扩展函数，以及预设的带宽频率比和相位中心数量，建立多相位中心圆周扫描地基SAR在等距离曲面上的点扩展函数；根据所述多相位中心圆周扫描地基SAR在等距离曲面上的点扩展函数，进行相变图分析，得到多个相变图矩阵；根据所述多个相变图矩阵，进行圆周扫描地基SAR的三维成像旁瓣抑制。2.如权利要求1所述的圆周扫描地基SAR的三维成像旁瓣抑制方法，其特征在于，按如下方式获得圆周扫描地基SAR对点目标的三维SAR图像仿真结果：获得圆周扫描地基SAR的仿真参数，所述仿真参数包括：旋转半径，发射信号中心频率，带宽频率比和点目标的位置信息；根据所述仿真参数，利用距离向脉冲压缩技术和BP成像算法对点目标进行仿真，得到圆周扫描地基SAR对点目标的三维SAR图像仿真结果。3.如权利要求1所述的圆周扫描地基SAR的三维成像旁瓣抑制方法，其特征在于，根据所述三维成像模型，确定圆周扫描地基SAR在等距离曲线上的点扩展函数，包括：根据所述三维成像模型，得到相位中心与点目标之间的第一距离公式和相位中心与像素点之间的第二距离公式；根据所述第一距离公式和第二距离公式，确定圆周扫描地基SAR在等距离曲线上的积分表达式；根据所述积分表达式以及预设的近似规则，确定圆周扫描地基SAR在等距离曲线上的点扩展函数。4.如权利要求1所述的圆周扫描地基SAR的三维成像旁瓣抑制方法，其特征在于，根据所述圆周扫描地基SAR在等距离曲线上的点扩展函数，以及预设的带宽频率比和相位中心数量，建立多相位中心圆周扫描地基SAR在等距离曲面上的点扩展函数，包括：根据所述圆周扫描地基SAR在等距离曲线上的点扩展函数，以及圆周扫描地基SAR在距离向的圆对称特征，得到圆周扫描地基SAR在等距离曲面上的点扩展函数；根据所述圆周扫描地基SAR在等距离曲面上的点扩展函数，以及预设的带宽频率比和相位中心数量，建立多相位中心圆周扫描地基SAR在等距离曲面上的点扩展函数。5.如权利要求1所述的圆周扫描地基SAR的三维成像旁瓣抑制方法，其特征在于，根据所述多...

【专利技术属性】
技术研发人员：王彦平，林赟，张启明，李洋，申文杰，
申请(专利权)人：北方工业大学，
类型：发明
国别省市：