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基于两步方位重采样的中轨SAR聚焦方法

刘文康 景国彬 孙光才 陈权 邢孟道

引用本文: 刘文康, 景国彬, 孙光才, 陈权, 邢孟道. 基于两步方位重采样的中轨SAR聚焦方法[J]. 电子与信息学报, 2019, 41(1): 136-142. doi: 10.11999/JEIT180238 shu
Citation:  Wenkang LIU, Guobin JING, Guangcai SUN, Quan CHEN, Mengdao XING. Medium-earth-orbit SAR Data Focusing Method Based on Two-step Azimuth Resampling[J]. Journal of Electronics and Information Technology, 2019, 41(1): 136-142. doi: 10.11999/JEIT180238 shu

基于两步方位重采样的中轨SAR聚焦方法

    作者简介: 刘文康: 男,1994年生,博士生,研究方向为合成孔径雷达成像;
    景国彬: 男,1990年生,博士,研究方向为合成孔径雷达成像;
    孙光才: 男,1984年生,副教授,研究方向为新体制雷达成像、运动目标检测成像;
    陈权: 男,1995年生,硕士生,研究方向为星载合成孔径雷达成像;
    邢孟道: 男,1975年生,教授,研究方向为雷达探测、雷达成像、运动目标检测成像
    通讯作者: 刘文康,wkliu@xidian.edu.cn
  • 基金项目: 国家重点研发计划(2017YFC1405600),国家自然科学基金创新群体基金(61621005),中央高校基本业务费(JB180213)

摘要: 中轨轨道显著的弯曲特性导致中轨SAR信号存在2维空变,因此大场景成像对于中轨SAR仍然是个难题。该文使用参数2维空变的4阶多项式模型对信号进行建模。同时提出一种基于两步方位插值的信号方位空变校正方法,通过方位时域重采样可以校正参考距离上不同方位目标点的多普勒调频率的线性和2次空变,距离向利用CS/RMA算法即可校正场景中所有点目标的距离徙动,而第2步多普勒重采样则能够校正剩余的多普勒参数的空变特性,包括剩余的距离方位耦合空变,以及高阶多普勒参数空变。通过两步插值法能够完全校正整个场景目标信号的方位空变特性,使得传统频域成像算法可以应用于中轨SAR的大场景聚焦。最后通过所提方法与参考方法的仿真结果对比,验证了所提方法的有效性。

English

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  • 图 1  基于两步方位重采样的中轨SAR成像处理流程图

    图 2  调频率方位空变校正

    图 3  多普勒域重采样校正多普勒参数空变示意图

    图 4  斜距模型误差分析

    图 5  仿真场景中点目标布置

    图 6  C, E有无各步骤的处理结果对比

    图 7  纬度幅角为180°时的成像仿真结果

    表 1  仿真参数

    参数类型参数名称数值
    轨道参数轨道高度(km)15000
    离心率0
    倾角(°)90
    近地点幅角(°)0
    雷达参数频率(GHz)5.4
    带宽(MHz)103.4
    PRF(Hz)4000
    入射角(°)40
    合成孔径时间(s)43.1
    地表距离分辨率(m)2
    地表方位分辨率(m)2
    场景参数场景方位宽度(km)100
    场景距离宽度(km)100
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    表 2  成像质量评估(dB)

    目标(行,列)PSLR ISLR
    距离向方位向距离向方位向
    D(11,1)–13.27–13.27 –10.06–10.06
    B(6,6) –13.24–13.26–10.04–10.06
    E(1,11)–13.27–13.27–10.06–10.05
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  • 通讯作者:  刘文康, wkliu@xidian.edu.cn
  • 收稿日期:  2018-03-14
  • 录用日期:  2018-09-19
  • 网络出版日期:  2018-10-08
  • 刊出日期:  2019-01-01
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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