一種雙基地調頻連續波合成孔徑雷達頻率變標成像方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于雷達技術領域，具體涉及合成孔徑雷達（Synthetic Aperture Radar， SAR)頻率變標成像技術中的雙基地調頻連續波SAR的成像方法。
【背景技術】
[0002] 合成孔徑雷達（Synthetic Aperture Radar，SAR)是一種全天時、全天候的現代高 分辨率微波遙感成像雷達，它利用雷達天線和目標區域間的相對運動來獲得空間的高分辨 率。在軍事偵察、地形測繪、植被分析、海洋及水文觀測、環境及災害監視、資源勘探以及地 殼微變檢測等領域，合成孔徑雷達發揮了越來越重要的作用。
[0003] 雙基SAR是一種新的雷達體制，系統發射站和接收站分置于不同平臺上，收發分 置的特點使其具備了許多突出的優點和特點，如獲取目標信息豐富、作用距離遠、安全性 好、抗干擾能力強等。
[0004] 雙基地調頻連續波SAR將雙站SAR技術和調頻連續波雷達技術相結合，不僅具有 調頻連續波雷達體積小、重量輕、造價低和抗干擾能力強等特點，同時又具有雙站脈沖SAR 系統獲取目標信息豐富、安全性好等特點，使該體制SAR系統非常適合無人機等小型平臺。 此外，由于調頻連續波SAR是連續發射和接收調制信號，需要分別安置發射和接收天線，雙 基地調頻連續波SAR本身具有的收發分置的特點可以很好的解決該問題。
[0005] 由于雙基地調頻連續波SAR不得不考慮脈沖持續時間內發射站和接收站連續運 動引起的瞬時斜距變化，所以雙站脈沖SAR的停-走-停近似不再有效，從而導致雙站脈 沖SAR的成像算法不再適用于雙站調頻連續波SAR。在文獻"Liu Y，Deng Y K，Wang R，et al. Model and signal processing of bistatic frequency-modulated continuous wave synthetic aperture radar, Sonar&Navigation, IET, 2〇l2, 6 (6) : 472_482· " 中提出了一種 雙基地調頻連續波SAR回波模型和擴展的逆chirp-Z變換成像算法，但并未考慮脈沖持續 時間內發射站和接收站連續運動引起的瞬時斜距變化。文獻"Y. Liu，Υ. K. Deng，R. Wang，and 0·LofTeld, Bistatic FMCff SAR signal model and imaging approach, Aerospace and Electronic Systems, IEEE Transactions on, vol. 49, no. 3, pp. 2Ol7 - 2〇28, 2〇l3· "在考慮 了瞬時斜距變化的情況下，提出了一種雙基地調頻連續波SAR距離多普勒域成像算法，但 是該方法采用大量插值操作來實現距離徙動校正，速度慢，效率低。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的是，針對雙基地調頻連續波SAR距離多普勒域成像算法插值運算帶 來的運算量龐大以及處理速度慢的問題，設計一種雙基地調頻連續波合成孔徑雷達頻率變 標成像方法，提高了處理速度。
[0007] 本發明提出了一種雙基地調頻連續波合成孔徑雷達頻率變標成像方法，具體包括 如下步驟：
[0008] 步驟一：獲取回波信號并進行預處理
[0009] 成像系統參數初始化：
[0010] 發射站的位置坐標為（xT, yT, hT)，接收站零時刻位置坐標為（xK, yK, hK)，其中，xT、yT 和1^分別為發射站的x軸、y軸和z軸坐標；x K、yjP h !；分別為接收站的x軸、y軸和z軸 坐標；波速中心位于場景坐標原點處時記為零時刻，平臺速度為V，場景中任一點目標的位 置坐標為P (X，y)。
[0011] 雙基地調頻連續波SAR回波信號建模：
[0012] 計算雙基地調頻連續波SAR的雙程距離延時：雙程距離延時記為n d，發射信號在 任意方位向時間η通過發射站發射，然后在時間n + nd通過接收站接收，Rt(n ;x，y)代表 從發射站到點目標的瞬時斜距，RK(n + nd;x，y)代表從點目標到接收站的瞬時斜距。雙基 地調頻連續波SAR的雙程距離延時表示為％ = A(W) +&(" + H.)')，其中， C
【主權項】
1. 一種雙基地調頻連續波合成孔徑雷達頻率變標成像方法，具體包括如下步驟： 步驟一：獲取回波信號并進行預處理； 步驟二：對回波信號進行去調頻并移除殘余視頻相位； 步驟三：對移除殘余視頻相位的回波信號進行補余距離徙動校正； 步驟四：對補余距離徙動校正后的回波信號進行二次距離壓縮，一致距離徙動校正和 位置偏移校正； 步驟五：方位壓縮； 步驟六：對信號方位向進行逆傅里葉變換，得到最終的聚焦圖像。
2. 如權利要求1所述的雙基地調頻連續波SAR頻率變標成像方法，其特征在于：步驟 一中，獲取回波信號并進行預處理的步驟為：成像系統參數初始化；雙基地調頻連續波SAR 回波信號建模；計算回波信號的二維頻譜；分解回波信號的二維頻譜。
3. 如權利要求2所述的雙基地調頻連續波SAR頻率變標成像方法，其特征在于： 成像系統參數初始化的具體實現方式為： 設雙基地調頻連續波SAR頻率變標成像系統的發射站的位置坐標為（xT，yT，hT)，其中， h :分別為發射站的x軸、y軸和z軸坐標；接收站零時刻位置坐標為（x K, yK, hK)，其 中XpyjP h !；分別為接收站的x軸、y軸和z軸坐標；波速中心位于場景坐標原點處時記為 零時刻，平臺速度為V，場景中任一點目標的位置坐標為P (X，y); 雙基地調頻連續波SAR回波信號建模的具體實現方式為： 計算雙基地調頻連續波SAR的雙程距離延時：雙程距離延時記為n d，發射信號在任意 方位向時間η通過發射站發射，然后在時間n + nd通過接收站接收，RT(n ;x，y)代表從發 射站到點目標的瞬時斜距，RK( n + n d;x，y)代表從點目標到接收站的瞬時斜距；雙基地調 頻連續波SAR的雙程距離延時表示為％ = + + 其中， C
C為電磁波傳播速度，rT，rK分別為發射站和接收站與點目標P(x，y)的最近斜距，且 rT - sj(xr -xf +hi , rR -」(xR - x丫 + @ θST，Θ SR分別為零時刻發射站與接收站的斜視 角，且 QST=arctan(|yT-