专利名称：一种基于类单基等效的双基地合成孔径雷达成像方法
一种基于类单基等效的双基地合成孔径雷达成像方法技术领域
本技术发明属于雷达技术领域，它特别涉及了双基地合成孔径(BiSAR)雷达成像技术领域。
背景技术：
双基地合成孔径雷达(Bistaticsynthetic aperture radar,简写为 BiSAR)是指收发天线分置于两个不同运动平台的雷达系统。与单基地SAR相比，双基SAR具有隐蔽性好，安全性高，抗干扰能力强，低成本和灵活性强的优点，并且能够实现一些单基地SAR所无法实现的特殊模式，如前视成像。双基成像是一种非常具有应用价值的成像模式，可应用于导弹导航、恶劣天气下的飞机导航及着陆等方面。鉴于双基地SAR的多种优势，对双基地 SAR成像技术的研究具有重要意义。
虽然双基地SAR拥有以上优势，但是带来了斜距史的双根号问题，导致二维频谱的求解变得复杂，造成二维频谱的表达式无法求解。目前，已出现一些对双基地二维频谱求解的近似表达式，如 Extending Loffeld，s bistatic formula (ELBF), Method of Series Reversion (MSR)和 the Method of air-phase(AP),详见 R. Wang, et al, “Extendingsbistatic formula for the general bistatic sar configuration，，，Yew Lam Neo. et al, “A Two-DimensionalSpectrum for Bistatic SAR Processing Using Series Reversion，，和 Liu. z. et al, “Study on spaceborne/airborne hybrid bistatic sar image formation in frrequency domain”。这些方法能够近似得到二维频谱表达式,但是表达式过于复杂，造成二维频谱求解十分繁琐，不利于后续成像处理。发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中双基地斜距史的双根号问题及二维频谱求解复杂的缺点，提供一种基于类单基地等效的双基地合成孔径雷达系统成像方法。该方法一方面简化了双基地双根号的求解问题，因此可以简单地得到双基地二维频谱，另一方面可以充分利用已经成熟的单基地成像方法，如omega-K(wk)算法，距离多普勒算法(RD算法)，从而在很大程度上减少双基地成像算法的复杂度，为后续成像处理提供方便。
为了方便描述本发明的内容，首先作以下术语定义
定义1 、慢时间和快时间
慢时间是方位向时间ta，指收发平台飞过一个飞行孔径所需要的时间，由于雷达以一定的重复周期I；发射接收脉冲，慢时间可以表示为一个离散化的时间变量ta = nTr,其中，η为方位向时刻，η的取值范围是η = 1，. . . N，N为一个合成孔径内慢时间的离散个数， I；为重复周期。
快时间是指距离向时间t。
定义2、零多普勒时刻
零多普勒时刻是指多普勒频率为零时的慢时间。
定义3、双基SAR系统相关参数描述发射机平台斜距史
权利要求
1.一种基于类单基地等效的双基地合成孔径雷达成像的方法，其特征是它包括以下步骤步骤1、初始化双基地回波信号双基地前视合成孔径雷达系统参数如下收发平台初始位置，分别记做Pstl(Xst), Yso, Hs) 和Pkci (Xrt，Yr0,札)，其中，Xstl表示发射平台在X轴上的初始位置，Yso表示发射平台在Y轴上的初始位置，Hs表示发射平台在Z轴上的初始位置；ΧΛ表示接收平台在X轴上的初始位置， Yr0表示接收平台在Y轴上的初始位置，Hr表示接收平台在Z轴上的初始位置；VS(0，Vs, O) 表示发射平台速度矢量，Ve (O, vE, O)表示接收台速度矢量，其中，vs表示发射平台速度在Y 轴上的值，vE表示接收平台速度在Y轴上的值；雷达发射线性调频信号，其载频信号的频率为Ftl,脉冲重复周期为PRF，发射脉冲的时宽T，发射脉冲的调频斜率K，发射脉冲的带宽B， 回波方位向采样点数Nplus，回波距离向上的采样点数N，其中Nplus和N均为正整数，距离向上的采样频率F。观测场景的距离向总长度为R米，方位向总长度为Z米。双基地前视合成孔径雷达系统参数为已知；回波数据s(t，ta)是一个Nplus行和N列的数据矩阵，回波数据矩阵的每行数据是快时间的回波信号采样数据，每列数据是慢时间的回波采样数据。参考点是观测场景中的目标中心点，参考点第O时刻的双基SAR系统斜距史的平方R2 (O)、参考点第PRT时刻的双基 SAR系统斜距史的平方R2 (PRT)、参考点第(Nplus-l)PRT时刻的双基SAR系统斜距史的平方R2((Nplus-1)PRT)、PRT是慢时间采样间隔均由雷达系统提供，为已知。步骤2、回波信号距离向压缩将步骤I中的回波信号s(t，ta)在快时间上进行传统的快速傅里叶变换后，再进行传统的标准距离压缩处理，得到距离向压缩后的距离频域回波信号S1 (f，ta)，其中，t为快时间，ta为慢时间，f为对应于快时间的频率。步骤3、回波信号的方位向傅里叶变换对步骤2中得到的距离向压缩后的距离频域回波信号S1 (f，ta)在慢时间做传统的快速傅里叶变换，则得到回波信号的二维频谱S1 (f, fa)，其中，ta为慢时间，fa为对应于慢时间的频率，f为对应于快时间的频率；步骤4、求解参考点类单基二维频谱SQ(f，fa)定义参考点是观测场景中的目标中心点，参考点类单基二维频谱Stl (f，fa)是由基于LS 的类单基模型的频谱方法(公式(I))得到
全文摘要
本发明公开了一种基于类单基地等效的双基地合成孔径雷达系统成像方法，它是通过将双基的双根号斜距史等效为类似单基地的单根号斜距史，得到系统的二维频谱的解析表达式，简化了双基地双根号的求解问题，充分利用已经成熟的单基地成像方法，如omega-K(wk)算法，距离多普勒算法(RD算法)，根据二维频谱的表达式，得到系统的二维STOLT关系，最后利用二维非均匀傅里叶变换来近似二维STOLT插值，完成对该系统的成像。从而在很大程度上减少双基地成像算法的复杂度，为后续成像处理提供方便。
文档编号G01S13/90GK103033811SQ20121033407
公开日2013年4月10日 申请日期2012年9月11日 优先权日2012年9月11日
发明者张晓玲, 黄欢, 刘喆 申请人:电子科技大学