【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于雷达信号处理领域，具体涉及是一种合成孔径雷达在曲线运动轨迹下的精确成像方法。
技术介绍
1、合成孔径雷达(syntheticaperture radar，sar)是一种主动式的对地观测微波遥感系统。与传统的光学遥感相比，其可以全天时，全天候，不受天气条件的影响，同时具有一定的穿透性，是人类获取地物信息的一种重要手段。因此sar已经被广泛应用于军事和民用领域，如战场侦察、海洋监视、国土测量、地形测绘、环境及灾害监视、农作物普查、资源勘探。
2、随着sar的发展，越来越多的sar系统被安装在小型飞机上，可以以灵活弯曲的轨迹飞行。同时，高空的星载sar系统也越来越受到关注，由于积分时间随着轨道高度的增加而增加，因此其曲线轨迹不再能被近似为线性轨迹。众所周知，omega-k算法(ωka)是一种针对大孔径的精确成像算法，并在sar成像领域被广泛采用。然而该算法却是为直线轨迹而设计的。在弯曲轨迹的情况下，等效雷达速度随距离的变化将限制其处理宽距离测绘带的能力。为了使omega-k算法适用于曲线轨迹，各种解决方案被提出，包括运动补偿，等效雷达速度的引入和传播相位分解。然而，当曲线轨迹弯曲非常严重时，这些算法将无法解决由此产生的巨大的相位误差。因此，迫切需要研究对曲线轨迹下的宽距离测绘带的精确成像算法。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是：
2、针对曲线运动轨迹的斜视sar宽距离测绘带的精确成像方法，本专利技术提供一种适用于曲线轨迹斜视sar的改
3、为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
4、一种适用于曲线轨迹斜视sar的改进的omega-k成像方法，其特征在于，包括：
5、计算空变参数：等效最近距离、等效雷达速度、等效波束中心穿越时刻和波束中心穿越时刻；
6、对曲线轨迹斜视sar获取的二维时域回波数据进行二维傅里叶变换，将其变换到二维频域；
7、将二维频域信号经过参考函数相乘和特殊stolt映射后，再利用距离向的傅里叶逆变换，将信号变换到距离多普勒域；
8、所述的参考函数相乘滤波器：将二维频域信号的相位项中的等效最近距离、等效雷达速度分别设定为在场景中心参考点位置处的值，根据参数等效最近距离、等效雷达速度场景中心参考点位置处的值设计而得；
9、所述的特殊stolt映射：相比于传统的stolt映射，它只将由等效最近距离空变引起的残余二次距离压缩这一项映射掉，而保留了残余方位压缩项和残余距离徙动矫正这两项；
10、通过等效最近距离、等效雷达速度设计距离徙动的矫正量和第一滤波器，通过等效波束中心穿越时刻和波束中心穿越时刻设计第二滤波器，分别采用距离徙动的矫正量、第一滤波器和第二滤波器在距离多普勒域进行距离徙动矫正、方位压缩和方位偏移校正；
11、在方位向上进行傅里叶逆变换，将信号变换到二维时域，得到最终的成像结果。
12、本专利技术进一步的技术方案：所述的等效最近距离、等效雷达速度、等效波束中心穿越时刻和波束中心穿越时刻分别为：
13、
14、
15、
16、tar＝(tanθac)/ws
17、θac＝θa(tac)
18、其中，r0r为等效最近距离、vr为等效雷达速度、tar为等效波束中心穿越时刻、tac为波束中心穿越时刻；ta是方位慢时间，ws为雷达角速度，r0为雷达与目标的最近距离，rs为雷达的运动半径，rg为目标到圆心的距离，θa为以o为圆心时雷达与目标之间的瞬时夹角。
19、本专利技术进一步的技术方案：所述二维频域信号表达式如下：
20、s2df(fr,fa)＝wr(fr)wa(fa-fac)exp{jθ2df(fr,fa)} (1)
21、其中，
22、
23、
24、其中，fa是方位频率，fac是多普勒中心频率，fr是距离频率，wr(fr)＝wr(fr/kr)是距离频率包络，wa(fa-fac)是方位频率包络，c为光速，kr为距离调频率，θ2df(fr,fa)为信号中的相位。
25、本专利技术进一步的技术方案：所述参考函数相乘滤波器的表达式如下：
26、
27、其中，r0r_ref和vr_ref分别是场景中心参考点处r0r和vr的值。
28、本专利技术进一步的技术方案：所述的特殊stolt映射表达式如下：
29、
30、其中，d(fa,vr_ref)为徙动因子，
31、本专利技术进一步的技术方案：所述的距离徙动的矫正量为：
32、
33、本专利技术进一步的技术方案：所述的第一滤波器：
34、
35、本专利技术进一步的技术方案：所述的第二滤波器：
36、hasc(tr,fa)＝exp{-2πfa(tar-tac)} (8)。
37、一种计算机系统，其特征在于包括：一个或多个处理器，计算机可读存储介质，用于存储一个或多个程序，其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现上述的方法。
38、一种计算机可读存储介质，其特征在于存储有计算机可执行指令，所述指令在被执行时用于实现上述的方法。
39、本专利技术的有益效果在于：
40、本专利技术提供的一种适用于曲线轨迹斜视sar的改进的omega-k成像方法，利用一个特殊设计的stolt映射来避免传统stolt映射带来的复杂的额外距离徙动(rcm)，随后在距离多普勒域，先后通过距离徙动矫正(rcmc)和方位压缩来解决等效雷达速度等参数不能随距离变化而变化的问题。
41、改进omega-k算法除了其stolt映射与传统omega-k算法不同以外，还多了在距离多普勒域进行距离徙动矫正和方位压缩这两个步骤，正是这两步，保证了等效最近距离r0r和等效雷达速度vr这两个空变的参数可以随距离的变化而变化，从而减小了相位误差，实现更加精确的成像，扩大了距离测绘带的宽度，为曲线轨迹下的宽距离测绘带数据的精确成像提供了技术理论支持。
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1.一种适用于曲线轨迹斜视SAR的改进的Omega-K成像方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种适用于曲线轨迹斜视SAR的改进的Omega-K成像方法，其特征在于，所述的等效最近距离、等效雷达速度、等效波束中心穿越时刻和波束中心穿越时刻分别为：
3.根据权利要求2所述的一种适用于曲线轨迹斜视SAR的改进的Omega-K成像方法，其特征在于，所述二维频域信号表达式如下：
4.根据权利要求3所述的一种适用于曲线轨迹斜视SAR的改进的Omega-K成像方法，其特征在于，所述参考函数相乘滤波器的表达式如下：
5.根据权利要求4所述的一种适用于曲线轨迹斜视SAR的改进的Omega-K成像方法，其特征在于，所述的特殊Stolt映射表达式如下：
6.根据权利要求5所述的一种适用于曲线轨迹斜视SAR的改进的Omega-K成像方法，其特征在于，所述的距离徙动的矫正量为：
7.根据权利要求1所述的一种适用于曲线轨迹斜视SAR的改进的Omega-K成像方法，其特征在于，所述的第一滤波器：
8.根据权利要
9.一种计算机系统，其特征在于包括：一个或多个处理器，计算机可读存储介质，用于存储一个或多个程序，其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现权利要求1-8任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于存储有计算机可执行指令，所述指令在被执行时用于实现权利要求1-8任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种适用于曲线轨迹斜视sar的改进的omega-k成像方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种适用于曲线轨迹斜视sar的改进的omega-k成像方法，其特征在于，所述的等效最近距离、等效雷达速度、等效波束中心穿越时刻和波束中心穿越时刻分别为：
3.根据权利要求2所述的一种适用于曲线轨迹斜视sar的改进的omega-k成像方法，其特征在于，所述二维频域信号表达式如下：
4.根据权利要求3所述的一种适用于曲线轨迹斜视sar的改进的omega-k成像方法，其特征在于，所述参考函数相乘滤波器的表达式如下：
5.根据权利要求4所述的一种适用于曲线轨迹斜视sar的改进的omega-k成像方法，其特征在于，所述的特殊stolt映射表达式如下：
6.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：李永康，张永辉，王颖聪，梁军利，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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