专利名称：一种多子孔径自聚焦方法
技术领域：
本发明涉及一种多子孔径自聚焦方法，属于雷达成像的技术领域。
背景技术：
相位梯度自聚焦(phase gradient autofocus,简称PGA)算法通过相位误差补偿改善合成孔径雷达(synthetic aperture radar,简称SAR)图像的聚焦质量，因为其具有良好的自聚焦性能和鲁棒性，被广泛应用于SAR图像上。PGA算法在高分辨率，大斜视，长作用距离或者雷达低速运动等情况下，均会导致高阶相位误差的产生。若直接将PGA算法作用于全孔径SAR图像，高阶相位误差会严重影响自聚焦算法性能。为了提高聚束式SAR图像的聚焦质量，学者提出了一种基于子孔径处理的自聚焦 算法。首先将图像在方位向分多个子孔径分别成像；再分别对各子图进行自聚焦处理得到高精度的子孔径相位误差函数(the subaperture phase error,简称SPE);最后通过SPE拼接得到全孔径相位误差函数并作用于该聚束式SAR图像上，最终实现全孔径的自聚焦处理，该方法利用PGA算法对各子图进行自聚焦处理，估计得到高精度的SPE具有不同的线性相位，如果直接进行SPE拼接，会造成图像不同部分具有不同的方位向位移，导致自聚焦后的SAR图像中出现虚假目标。为了解决基于子孔径处理的自聚焦算法导致自聚焦后的SAR图像中出现虚假目标的问题，传统方法利用PCA算法对各子图进行自聚焦处理，直接估计得到SPE的二阶导数，再基于二阶导数完成SPE的拼接，消除不同线性相位对于图像的影响。但是该方法不仅对于SPE的估计精度较低，而且还会导致在SPE拼接过程中估计误差的严重积累，影响其自聚焦效果。也有方法提出利用PGA算法对各子图进行自聚焦处理，基于重复脉冲位置的SPE一阶导数差值的平均值进行SPE拼接，消除不同线性相位对于图像的影响。该技术的拼接方法在最小二乘(LS)意义下达到最优，所以被称为PGA-LS技术。相比较PCA算法，该技术能有效提高SPE的估计精度和拼接精度，并且多点平均的SPE拼接技术比单点拼接SPE具备更强的鲁棒性，但是SPE拼接精度依然较低，并且随子孔径数量的增加，拼接误差严重积累，影响全孔径的自聚焦效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述背景技术的不足，提供了一种多子孔径自聚焦方法。本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案一种多子孔径自聚焦方法，包括如下步骤步骤1，对待处理聚束式合成孔径雷达图像分子孔径成像，得到p个子图像，p为正整数；步骤2，在各个子孔径内采用相位梯度自聚焦算法对各个子图像进行自聚焦处理得到各个子图像补偿相位函数一阶导数(P1 (m)的表达式Cp1 (m) = (cp(m) +Ali +S1 (m)) Tect1 (m)，其中脉冲位置m G
, M为全孔径脉冲长度，I彡i彡p,cp(m)为相位误差梯度值的理论值，Ali是线性相位影响分量，ei(m)是相位估计误差值，rectiC)是矩形窗函数；步骤3，利用子孔径相关算法得到各子图像的方位向偏移量和距离向偏移量，拼接补偿相位函数的一阶导数，具体实施如下步骤3-1，根据距离向偏移量平移每副子图像完成距离徙动矫正；步骤3-2，利用如下表达式得到线性相位差A q，构建线性相位差
权利要求
1.一种多子孔径自聚焦方法，其特征在于包括如下步骤 步骤1，对待处理聚束式合成孔径雷达图像分子孔径成像，得到P个子图像，P为正整数； 步骤2，在各个子孔径内采用相位梯度自聚焦算法对各个子图像进行自聚焦处理得到各个子图像补偿相位函数一阶导数Cpi (m)的表达式 (m) = (9(111) + ^ +S1 (m))Tect1 (m)， 其中脉冲位置mG
,M为全孔径脉冲长度，I彡i彡p,cp(m)为相位误差梯度值的理论值，Ali是线性相位影响分量，ei(m)是相位估计误差值，rectiC)是矩形窗函数；步骤3，利用子孔径相关算法得到各子图像的方位向偏移量和距离向偏移量，拼接补偿相位函数的一阶导数，具体实施如下 步骤3-1，根据距离向偏移量平移每副子图像完成距离徙动矫正；步骤3-2，利用如下表达式得到线性相位差Auj =Aij =，构建线性相位差估计 矩阵
全文摘要
本发明公开了一种多子孔径自聚焦方法，属于雷达成像的技术领域。所述多子孔径自聚焦方法将待处理SAR图像分子孔径成像后，计算子图像的补偿相位函数的一阶导数；利用多子孔径相关算法计算方位向偏移量和距离向偏移量；在完成距离徙动矫正后拼接补偿相位函数的一阶导数；进而积分求得补偿相位函数，将图像函数在方位数据域内与补偿相位函数共轭相乘，完成图像的相位补偿。本发明避免了在全孔径自聚焦时高阶相位误差对算法性能的影响；提高了补偿相位一阶导数的拼接精度，改善了聚束式SAR图像的聚焦质量。
文档编号G01S13/90GK102721964SQ201210132639
公开日2012年10月10日 申请日期2012年4月28日 优先权日2012年4月28日
发明者朱岱寅, 毛新华, 蒋锐 申请人:南京航空航天大学