一种双基前视高机动平台sar扩展场景成像优化方法_2

文档序号:8542807阅读:来源:国知局
机在坐标系xOyz中的 速度向量为(0,Vty。,VfJ,接收机在坐标系xOyz中的加速度向量为(0,aj ;发射机在坐 标系X'Oy'Z中的位置为T。,其坐标为(X'。0,吊),0'为T。在坐标系X'Oy'Z水平 面内的投影;发射机在坐标系X'Oy'Z中的速度向量为(0,vty,u,VtJ,发射机在坐标系 X'Oy'Z中的加速度向量为(0,atyi,3心,馬。。。表示合成孔径中屯、时刻发射机与点目标? 的斜距,Rfw。表示合成孔径中屯、时刻接收机与点目标的斜距;
[0020] 图3为方位压缩项〇〇(fa;Rbf。)WRbf。为变量的空变相位项Ad)。的变化曲线示意 图,其中,Rbf。表示收发机与点目标在合成孔径中屯、时刻的双基距离和;
[0021]图4为距离徙动项〇i(f,;Rbf。)WRbf。为变量的空变相位项A41的变化曲线示意 图,其中,Rbf。表示收发机与点目标在合成孔径中屯、时刻的双基距离和;
[00巧图5为二次距离脉冲压缩(SRC)项巫2 (fa;Rbf。)WRbf。为变量的空变相位项A4 2 的变化曲线示意图,其中,Rbf。表示收发机与点目标在合成孔径中屯、时刻的双基距离和;
[002引图6为;次距离/方位禪合项0 3 (fa;Rbf。)WRbf。为变量的空变相位项A4 3的变 化曲线示意图,其中,Rbf。表示收发机与点目标在合成孔径中屯、时刻的双基距离和;
[0024]图7为本发明得到的高精度二维频谱的相位项的相位空变性变校正前的相位误 差不意图;
[0025]图8为本发明得到的高精度二维频谱的相位项的相位空变性校正后的相位误差 不意图;
[0026] 图9为本发明得到的线性走动量校正后的斜距历程Rbfi(〇二阶近似时的SAR成 像聚焦结果示意图;
[0027] 图10为本发明得到的线性走动量校正后的斜距历程Rbfi(tm)S阶近似时的SAR成 像聚焦结果示意图;
[002引图11 (a)为本发明得到的高精度二维频谱的相位项的相位空变性校正前的SAR成 像聚焦结果示意图,其中,B、C均为边缘点,
[0029] 图11化)为本发明得到的高精度二维频谱的相位项的相位空变性校正前的SAR成 像聚焦结果示意图中,边缘点C的放大示意图,
[0030] 图11 (c)为本发明得到的高精度二维频谱的相位项的相位空变性校正前的SAR成 像聚焦结果示意图中,边缘点B的放大示意图其中;
[0031] 图12(a)为本发明得到的高精度二维频谱的相位项的相位空变性校正后的SAR成 像聚焦结果示意图,其中,B、C均为边缘点,
[0032] 图12(b)为本发明得到的高精度二维频谱的相位项的相位空变性校正后的SAR成 像聚焦结果示意图中,边缘点C的放大示意图,
[0033] 图12(c)为本发明得到的高精度二维频谱的相位项的相位空变性校正后的SAR成 像聚焦结果示意图中,边缘点B的放大示意图。
【具体实施方式】
[0034] 参照图1,为本发明的一种双基前视高机动平台SAR扩展场景成像优化方法流程 示意图,该种双基前视高机动平台SAR扩展场景成像设计方法,包括W下步骤:
[0035] 步骤1,建立双基前视高机动平台SAR的运动几何构型,得到接收机与点目标P之 间的瞬时双基斜距表达式Rbf(〇,进而得到点目标P的SAR时域回波信号如,U;其中,P为 接收机前视目标区域内任意一个点目标,f表示快时间,tm表示慢时间。
[0036] 步骤1的具体子步骤为:
[0037] 1. 1参照图2,建立双基前视高机动平台SAR的几何运动模型,其中,0为直角坐标 系原点,为表述方便,接收机的运动关系在坐标系xOyz中表示,发射机的运动关系在坐标 系X'Oy'Z中表示,发射机的运动平面y'化与接收机的运动平面y化的夹角为iK发射 机在平面y'化内沿曲线AtBt做下降运动,发射机持续斜视照射接收机前视目标区域(图 中阴影部分)点目标成像区域(图中阴影部分),发射机瞬时速度为V。并且发射机的瞬时 速度Vt在坐标系X' Oy' Z中y'方向上的速度分量为Vty,,Vt在坐标系X' Oy' Z中Z 方向上的速度分量为Vb;接收机在坐标系xOyz中的}K)z平面内沿曲线A占,做下降运动,接 收机接收前视目标区域的回波信号,接收机瞬时速度为Vf,并且接收机的瞬时速度Vf在坐 标系xOyz中y方向上的速度分量为Vfy,Vf在坐标系xOyz中Z方向上的速度分量为Vt,,P 为接收机前视目标区域内一个点目标,其坐标为(Xp,y。,0)。
[003引1. 2当慢时间tm= 0时,接收机的高度为HC,发射机的高度为吊,接收机在坐标系xOyz中的位置为R。,其坐标为R。化0,咕),接收机的速度向量为(0,V。。,VrJ,接收机的加速 度向量为化aty,aj;发射机在坐标系X'Oy'Z中的位置为T。,其坐标为(Xt',0,Ht), O'为坐标系X'Oy'z中发射机的位置T。在水平面内的投影;在坐标系xOyz中,接收机 的速度向量为(0,Vfy。,VfJ,接收机的加速度向量为(0, a,,);在坐标系X'Oy'Z中,发 射机的速度向量为(0,Vty,a,VtJ,发射机的加速度向量为(0,aty,,aj表示合成孔径 中屯、时刻发射机与点目标P的斜距,Rf。。。表示合成孔径中屯、时刻接收机与点目标P的斜距。 [0039] 在任意慢时间tm时刻,接收机在坐标系xOyz中的位置坐标为 化+ 0.5。。.也馬+ + 0.5。,:知,发射机在坐标系X'Oy'Z中的位置坐标为 (-<,馬+W,,,+〇.5。,诚,则接收机与点目标P之间的瞬时双基斜距Rbf(tm)可表 示如下:
[0040]
【主权项】
1. 一种双基前视高机动平台SAR扩展场景成像优化方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤1,建立双基前视高机动平台SAR的运动几何构型,得到接收机与点目标P之间的 瞬时双基斜距表达式Rbf (tm),进而得到点目标P的SAR时域回波信号冲Vm);其中,P为接收 机前视目标区域内任意一个点目标,?表示快时间,tm表示慢时间; 步骤2,首先在距离频域-方位时域上对点目标P的SAR时域回波信号进行距离 向快速傅里叶变换,得到距离频域-方位时域的回波信号s (f;,tm),再对该距离频域-方位 时域的回波信号s (f;,tm)进行距离频域-方位时域上的线性走动量校正,依次得到线性走 动量校正后的回波信号s lp(f;,tm)和线性走动量校正后的斜距历程Rbfl(tm),然后对该线性 走动量校正后的回波信号s lp(f;,tm)进行方位向快速傅里叶变换,得到时域回波信号的二 维频谱S (f;,fa);对线性走动量校正后的斜距历程Rbfl (tm)进行高阶近似,得到线性走动量 校正后的高精度二维频谱句/;.,/:,),进而得到线性走动量校正后的高精度二维频谱丸/;,.〇 的相位项i>(f;,f a);其中,f;表示距离向频率,tm表示慢时间,γ表示双基前视高机动平台 SAR雷达线性调频信号的调频率,fa表示多普勒频率; 步骤3,将高精度二维频谱负./;,Λ)的相位项Φ (f;,fa)在距离向频率仁=〇处进行泰 勒级数展开并保留到三次项,分别得到方位压缩项巾〇(4出_)、距离徙动项Φ JfaAbfO)、 二次距离脉冲压缩项<i>2(f a;Rbf(1)和三次距离/方位耦合项<i>3(fa;R bf(1),并将该四项分别 近似写为以收发机和点目标P在合成孔径中心时刻的双基距离和Rbftl为变量的表达式,采 用高阶多项式拟合来消除高精度二维频谱丸/;,./:,)的相位项Φ (f;,fa)中的相
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