一种评价合成孔径雷达成像方位向压缩质量的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及雷达成像技术，具体涉及一种压缩图像评价函数，用于相位误差补偿 技术。解决了在合成孔径雷达成像过程中方位向固定一段数据的压缩质量的评价问题。
【背景技术】
[0002] 合成孔径雷达（SAR)，包括合成孔径激光雷达（SAL)机载成像中，由于成像平台的 机械振动，对光程差带来随机的变化，光程差的变化会对接收到用于方位向压缩的成像的 数据相位带来干扰，而对接收的能量变化影响有限。
[0003] 根据中国科学院电子所的研究结果表明，振动的幅度，频率和初始相位分别对成 像质量有较大影响，可W用峰值加速度来描述振动大小；中国科学院上海技术物理研究所 分析了平台振动对成像压缩影响的具体体现，得出结论是垂直于航向的振动对成像影响较 大，影响主要体现在方位向压缩展宽。美国学者Wahl D.E提出针对展宽现象使用PGA算法 对成像结果进行聚焦处理的算法。参考美国洛克马下公司的飞行实验，在平台振动条件下 的成像采用的是减振平台配合PGA算法实现的。
[0004] 利用PGA算法进行平台振动相位误差补偿时候采用的压缩质量评价函数为锐化 函数，该函数主要针对特显点的压缩质量进行评估，W能量集中程度作为压缩结果的衡量。 该种评价函数对成像目标依赖较为严重，需要成像目标中具有特显点，而特显点在遥感成 像中较为少见。所W用锐化函数作为压缩质量评价函数不具有通用价值。
[0005] 要对相位误差进行补偿的算法离不开对方位向压缩质量的量化估计，将压缩结果 量化为一个函数，才能够将补偿问题转化为函数求极值问题利用优化算法进行求解。所W 寻找一个合适的方位向压缩质量评价函数对压缩算法的研究具有重大意义。
【发明内容】
[0006] 本发明提出了一种评价合成孔径雷达成像方位向压缩质量的新方法。将经过匹配 滤波器压缩后的数据的1-范数当作评价函数，理想情况下压缩结果差分处理之后处于评 价函数极小值。
[0007] 压缩数据的1-范数当作评价函数对于目标成像的函数特性是可W数学证明的。
[0008] 压缩是使用匹配滤波器对沿着距离向进行匹配滤波的过程，平台振动对合成孔径 成像系统的影响主要体现在方位向平台振动对光程变化的影响。在理想状态下，对于单一 目标而言，飞机在一个合成孔径长度内光程是按照如下规律变化的：
[0009]
【主权项】
1. 一种评价合成孔径雷达成像方位向压缩质量的方法，其特征在于包含如下步骤： (1) ，对进行过方位向压缩的处理结果固定距离门的任意一行或多行数据当作采样数 据x(i，j)进行评价；i代表固定的一个距离门的数据序号，j代表不同的距离门序号，假设 取了M个距离门的数据，S卩j取值1到M; (2) 对采样数据中需要进行压缩质量评估的区域进行矩形窗截断，假设窗长为N，即i 取值为0到N-1 ; (3) ，评价函数运算就是对X(i，j)进行1-范数的求解，结果即为评价指标：
上式中symb表示为范数序号，这里取值为1 ;对于给定的数据，评价函数可以评价相位 误差对该数据压缩的影响效果，理想的相位分布结果压缩效果为函数的极小值，随着相位 误差幅度的增加，评价函数的输出会随之增加，当相位误差幅度过大后，评价函数的输出会 在一个值附近浮动。
【专利摘要】本发明公开了一种用于评价合成孔径雷达在方位向压缩质量的方法。它应用于合成孔径雷达方位向压缩补偿，解决了在合成孔径雷达成像中方位向压缩效果的评价问题。本方法通过对进过方位向压缩的数据一阶范数当作评价函数。对单点压缩结果随着相位噪声的能量加大变化的趋势在摘要附图中。该方法具有运算量小，理想压缩结果位于函数极小值点，硬件可实现，对噪声有一定容忍性等优点。
【IPC分类】G01S7-497
【公开号】CN104569954
【申请号】CN201510028900
【发明人】舒嵘, 张鸿翼, 李飞, 徐卫明, 洪光烈, 毛相为
【申请人】中国科学院上海技术物理研究所
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月21日