一种双基地前视sar运动补偿方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于雷达技术领域，它特别设及双基地前视合成孔径雷达（SAR)中的运动 补偿方法。
【背景技术】
[0002] 合成孔径雷达（SyntheticApertureRadar,SAR)是一种全天时、全天候的高分辨 率微波遥感成像雷达。在军事侦察、地形测绘、海洋及水文观测、环境及灾害监视、资源勘探 W及地壳微变检测等领域，SAR发挥了越来越重要的作用。但在飞行器前视区域，由于传 统的单基地SAR并不能形成等距离线与等多普勒线的正交，且存在多普勒模糊问题，因而 在机理上不具备前视成像能力。
[0003] 双基地前视SAR采用收发分置工作模式，能够在接收站正前视区域，形成等距离 线与等多普勒线的准正交，可W实现飞行器正前方区域的高分辨成像，在民用和军用领域 都有着广阔的发展空间。
[0004] 理想条件下的双基地前视SAR成像，均是假设平台匀速直线运动。然而实际中，由 于风、端流的影响，平台往往偏离实际运动轨迹，从而引入运动误差，造成成像质量下降。因 而，运动误差补偿是双基地前视SAR高分辨成像的关键技术。
[0005] 文南犬"Motion compensation for synthetic aperture radar, "J. Kirk, IEEE Trans. AES.，vol. 11，no. 3, pp. 338 - 348, May 1975.提出 了两步运动补偿方法，将运动误 差分为一致运动误差与距离空变运动误差，能够有效补偿平台不规则运动给成像带来的影 响。文南犬Nies,比；Loffeld, 0.；Natroshvili, K. ;0rtiz, A. M. , "A Solution for Bistatic Motion compensation, "Geoscience and Remote Sensing Symposium, 2006. IGARSS 2006. IE邸International Conference on, vol., no. ,pp. 1204, 1207, July 31 2006-Aug. 42006 将两步运动补偿方法运用到双基地正侧视模式中，有效补偿运动误差对成像的影响。然而， 在双基前视模式中，接收站沿航迹运动误差影响极大，导致了运动误差的方位空变性不可 忽略。因此，该算法无法实现双基地前视SAR的误差精确补偿与高精度成像。
[0006] 文南犬Y. lei Li, X. dong Liang, C. biao Ding, L. jiang Zhou, and Q.Ding, "Improvements to the frequency division-b曰sed sub曰perture algorithm for motion compensation in wide-beam SAR, "Geoscience and Remote Sensing Letters, IE邸，vol. 10, no. 5, pp. 1219 - 1223, Sept 2013.和文献Z. Ding, L. Liu, T. Zeng,W. Y曰ng,曰nd T. Long, "Improved motion compensation approach for squint airborne SAR, "Geoscience and Remote Sensing, IEEE Transactions on, vol. 51, no. 8, pp. 4378 -4387, Aug 2013.在两步运动补偿的基础上，提出了距离一多普勒域子孔径分段的方位向空 变相位误差补偿算法。该方法补偿了方位空变的运动误差，能够适用于双基地前视模式。但 是运种方法只适合方位向范围变化不大的情况，而且数据分块还降低了处理的效率。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是针对【背景技术】存在的缺陷，提出一种双基地前视SAR运动补偿方 法，采用方位-慢时间解禪合操作，将同一距离单元内的不同方位点目标进行分离处理，能 够有效去除运动误差的方位空变，从而实现了双基地前视合成孔径雷达的精确补偿与聚 焦。
[0008] 本发明的技术方案为：一种双基地前视SAR运动补偿方法，通过采用方位-慢时间 解禪合操作，将同一距离单元内的不同方位点目标进行分离处理，从而对各方位点目标乘 W对应的相位，分别进行误差相位校正，得到运动补偿后的精确聚焦图象。
[0009] 进一步地，具体包括W下步骤：
[0010] so:建立运动误差时的场景中屯、点回波模型；
[0011] S1:对由步骤so得到的回波信号进行空不变相位误差补偿W及距离向徙动误差 补偿；
[0012] S2 :对由步骤S1得到的回波信号进行距离向聚焦处理；
[0013] S3 :计算距离空变的双基地距离历史误差，根据该历史误差构造距离空变运动误 差相位补偿因子，对由步骤S2得到的回波信号进行距离空变运动误差补偿；
[0014] S4 :采用方位-慢时间解禪合对由步骤S3得到的回波信号进行方位空变相位补 偿；
[0015] S5:对步骤S4得到的回波信号进行方位向傅立叶变换，并乘W方位压缩相位，然 后进行方位向逆傅立叶变换得到运动补偿后的聚焦图像。
[0016] 更进一步地，所述步骤S1具体包括W下分步骤：
[0017] S11 :计算场景中屯、点双基地距离历史误差；
[0018] S12 :根据步骤S11得到的双基地距离历史误差构造空不变运动误差相位补偿因 子；
[0019] S13:根据步骤S12得到的空不变运动误差相位补偿因子，对步骤so得到的回波信 号进行空不变相位误差补偿；
[0020] S14:对空不变相位误差补偿后的回波信号进行距离向徙动误差补偿，得到距离向 徙动误差补偿后的回波信号。
[0021] 更进一步地，所述步骤S2具体包括W下分步骤：
[0022] S21 :构造参考点目标频谱相位，并根据该参考点目标频谱相位得到相位因子；
[0023] S22 :对步骤S1得到的回波信号进行二维傅里叶变换，得到二维频域回波，并将该 二维频域回波信号乘上由步骤S21得到的相位因子；
[0024] S23 :对由步骤S22得到的回波通过插值处理进行距离频率变换，然后对距离频率 变换后的回波进行二维逆傅里叶变换，得到距离向聚焦后的二维时域回波。
[00巧]更进一步地，所述步骤S4具体为：根据由步骤S3得到的回波信号的列数确定距离 向采样点数N，并依次对由步骤S3得到的回波信号每一列方位向数据进行方位空变相位补 偿。
[0026] 更进一步地，所述方位空变相位补偿具体包括W下步骤：
[0027] S41 :对由步骤S3得到的回波信号的每一列方位向数据依次进行方位-慢时间禪 合操作；
[002引 S42 :对由步骤S41得到的数据进行方位空变相位补偿；
[0029]S43:对步骤S42得到的数据进行方位投影处理，依次替代步骤S3得到的回波信号 中每一列方位向数据，得到方位空变相位误差校正后的回波信号。
[0030] 更进一步地，所述步骤S41具体包括W下分步骤：
[0031]S411 :初始化一个零矩阵，所述零矩阵行数与由步骤S3得到的回波信号行数相 同，列数与距离采样点数N相同；
[0032]S412:将由步骤S3得到的回波信号的第P列方位向数据存入零矩阵的第（N/化1) 列，并将此时的零矩阵记为数据C。；
[003引其中，P=1，2,…，N;
[0034] S413:对数据C。进行二维傅里叶变换，得到二维频域数据C1;
[003引 S414:构造逆距离徙动校正相位因子，从而得到距离徙动相化将数据。乘上距离 徙动相位，得到逆距离徙动校正后的二维频域数据C2;
[0036]S415 :对数据C2进行距离向逆傅立叶变换，得到距离时域方位频域数据C3;
[0037]S416:将数据C3乘上构造的距离投影相化得到方位-慢时间解禪合操作后的数 据C4;
[003引 S417:对数据C4进行方位向逆傅里叶变换，得到方位-慢时间解禪合操作后的二 维时域数据Ce。
[0039] 进一步地，所述步骤S42具体包括W下分步骤：
[0040]S421:计算得到方位空变的双基地距离历史误差，对计算出的方位空变的双基地 距离历史误差进行方位时间插值处理，得到插值后的距离历史误差；
[0041]S422 :对步骤S421得到的插值后的距离历史误差的各个方位单元进行距离向时 移处理，得到时移后的距离历史误差；
[0042]S423:根据步骤S422得到的时移后的距离历史误差构造方位空间相位补偿因子， 对数据Ce进行方位空变相位补偿，得到数据C6。
[0043] 进一步地，所述步骤S43具体包括W下分步骤：
[0044]S431:对有步骤S42得到的数据Ce进行方位向傅里叶变换，得到距离时域方位频 域数据C,;
[0045]S432:将数据C,乘上距离投影相位的共辆，得到方位频域距离时域数据CS;
[0046]S433:对数据Cs进行距离向傅里叶变换，得到二维频域数据C
[0047]S