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一种遥感卫星照射源前视 合成孔径雷达成像方法

阅读：1发布：2023-12-30

专利汇可以提供一种遥感卫星照射源前视合成孔径雷达成像方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供了一种遥感卫星照射源前视合成孔径雷达频域成像方法，它是利用LSA-FBSAR系统二维频谱的解析表述及接收平台前视工作的特点，从该频谱复杂的耦合关系中获取LSA-FBSAR的距离维空变距离单元徙动、方位维空变RCM的非线性映射关系；本发明改进了传统二维空变RCM补偿处理流程，通过尺度傅里叶变换- 相位乘、插值-相位乘技术实现非参考点目标方位、斜距二维空变RCM的补偿；它有效校正因二维非线性空变RCM导致的成像结果弯曲、畸变等严重几何失真问题，本发明适用于实现LSA-FBSAR高分辨率成像。，下面是一种遥感卫星照射源前视合成孔径雷达成像方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种遥感卫星照射源前视合成孔径雷达频域成像方法，其特征是它包含如下步骤：
步骤1、回波信号距离压缩
遥感卫星照射源前视合成孔径雷达系统的原始回波数据s(τ，t)以一个M行N列的数据矩阵存放，M和N均为正整数，原始回波数据s(τ，t)数据矩阵每列数据是存放慢时间t回波信号的采样，每行的数据存放的是逐个单脉冲快时间τ回波信号的采样；慢时间t是方位向，快时间τ是斜距向；
用发射信号s0(τ)作为距离压缩参考信号，把发射信号s0(τ)和原始回波信号s(τ，τ τ
t)变换到斜距频域后分别得到S0(f)和S (f，t)，而后将S0(f)和S (f，t)共轭相乘，实现距离压缩，如下式所示
上式中*表示复共轭；
步骤2、方位向傅立叶变换
针对距离压缩后的回波信号数据矩阵中的每一列做傅立叶变换得到经过距离压缩后的回波信号二维频谱
步骤3、参考点相位补偿
根据参考点目标P0的位置参数(r0S＝r0S0，r0P＝r0P0，t0S＝t0S0，t0P＝t0P0)，利用公式(1)：
公式(2)：
就可以得到参考点目标系统冲激响应的二维频谱H0(f，fd)；将参考点目标系统冲激响应的二维频谱H0(f，fd)复共轭与回波信号距离压缩后的二维频谱数据矩阵逐点相乘得到如下式所示
是经过参考点相位补偿后回波信号的二维频谱，其中公式(1)中，t0S是卫星平台距离距目标最近的时刻，r0S表示卫星平台距离目标的最近斜距，f0为发射信号中心频率，vS是卫星平台相对目标的运动速度大小，fd为对应于慢(方位)时间t的多普勒频率，f是对应于快(斜距)时间τ的频率，r0S0和r0P0分别是卫星、飞机平台相对参考目标P0的最近斜距，t0S0和t0P0分别是卫星、飞机平台距参考目标P0最近的时刻，公式(2)中φ(tb)＝k·[rS(tb)+rP(tb)]+2πfdt， rS(tb)和rP(tb)分别是air-phase时间点tb时刻卫星、飞机平台距离目标的斜距大小；
步骤4、方位空变特性补偿
对经过参考点相位补偿后的二维频谱矩阵的每一列数据做逆尺度傅立叶变换，变换采用的尺度因子为aAD；而后，再将经逆尺度傅立叶变换后的信号乘以相位因子就得到经过方空变特性补偿后的信号
尺度因子aAD和相位因子由下式得到
其中ΔT＝m/PRF，m＝0，1，...，M-1，PRF是系统回波信号的脉冲重复频率，至此，已完成成像场景内各非参考点目标方位空变特性即AD-RCM的补偿；
步骤5、方位向傅立叶变换
对经过方位空变特性补偿后的信号数据矩阵的每一列做傅立叶变换得到方位空变特性补偿后的二维频谱
步骤6、斜距向傅立叶逆变换
对方位空变特性补偿后的二维频谱矩阵的每一行做逆傅立叶变换得到其斜距时域-方位频域的数据矩阵
步骤7、非线性斜距空变特性补偿
对斜距时域-方位频域的数据矩阵做插值处理；再将插值处理后的数据乘以相位因子得到经过二维空变特性补偿后的信号插值映射因子τRD(fd)和相位因子由下式得到
其中Δr＝n·c/Fsr，n＝0，1，...，N-1，Fsr是回波信号的距离向采样频率，c是光速大小；
至此，完成对成像场景内非参考点目标二维非线性空变特性的补偿；
步骤8、方位向逆傅立叶变换
针对经过二维空变特性补偿后的信号数据矩阵的每一列做逆傅立叶变换，而后作坐标变换：x＝c·τ，y＝vS·t；
经过上述步骤处理，就可以从遥感卫星照射源前视合成孔径雷达简称LSA-FBSAR系统接收到的目标回波数据s(τ，t)中得到高分辨率的目标成像结果。

说明书全文

一种遥感卫星照射源前视合成孔径雷达成像方法

技术领域

[0001] 本发明属于雷达技术领域，它特别涉及遥感卫星照射源前视合成孔径雷达(简称：LSA-FBSAR)的成像技术。

背景技术

[0002] 遥感卫星照射源前视合成孔径雷达(简称：LSA-FBSAR)系统的发射机与接收机分置于低轨遥感卫星、飞机平台之上，收、发波束均指向飞机平台的正前方区域，并向该区域发射宽带信号，接收机获取目标散射回波并进行合成孔径处理，最终实现接收机正前方的高分辨二维成像。

[0003] LSA-FBSAR系统由于收、发平台分置而具有丰富的空间、运动资源，可解除传统单基地SAR因前视区域目标位置相对平台运动轨迹对称而形成的遥感视野限制，因而该系统具备突破传统SAR系统成像盲区的能力，可以应用于全天时、全天候的飞行器自主着陆、自主导航、物资空投、导弹景象匹配制导等领域，为国民经济的发展和国家安全发挥重要的作用。

[0004] 此外，相较于其他体制的外照射源前视SAR成像系统，采用遥感卫星作为照射源的LSA-FBSAR还具有如下独特优势：(1)、星载平台相对目标以高速运动，可以获得相对目标的较高的多普勒频率带宽，因此能获取更精细的目标信息；(2)、相较其他用途卫星的发射信号，遥感卫星发射信号的频率、极化方式及其信号带宽等更利于获得高分辨率的遥感图像；(3)、在轨工作的遥感卫星都可作为系统的发射平台，系统只需负担机载接收机的成本，可大幅减少系统造价。由此可见，以低轨遥感雷达卫星作为发射平台的LSA-FBSAR系统极具研究价值。

[0005] 然而LSA-FBSAR系统中由于接收平台工作于正前视，接收机相对目标的距离位置是对称的，故前视工作模式导致最短斜距的空变特性发生改变，相应的也会改变SA-FBSAR系统回波信号中距离单元徙动(简写：RCM)的空变特性，导致其回波特性与侧视SAR系统迥异；此外，系统收发平台之间存在着显著的相对运动(发射平台典型速度：7.4～7.6km/s，接收平台典型速度：100m/s)，导致平台间的相对位置关系和系统几何结构快速变化，系统复杂程度增大，因此传统SAR成像方法及双基地侧视成像方法难以满足其高质量成像要求。

[0006] 频域成像算法是一类成像性能与运算效率兼具的算法，在SAR成像中得到广泛的应用。目前公开发表的文献中，针对外照射源前视SAR系统成像的方法主要有：文献1：XiaoLan Q，Donghui H，Chibiao D.Some Reflections on Bistatic SAR ofForward-looking Configuration[J].IEEE Geoscience and Remote Sensingletters，2008，5(4)：735-739中从构建静止照射源前视SAR系统回波二维频谱出发，提出了一种改进的频域成像算法；文献2：Hee-Sub S，Jong-Tae L.Omega-KAlgorithm for Airborne Forward-looking Bistatic Spotlight SAR Imaging[J].IEEEGeoscience and Remote Sensing Letters，2009，6(2)：312-316.：利用坐标旋转、扩展泰勒展开近似(Extended Taylor Approximation)方法，将系统中的前视接收平台轨迹旋转为侧视接收，而后沿用单基地侧视SAR频域成像算法进行处理；文献3：Haocheng W，Jianyu Y，Yulin H，Junjie W.Extended SIFFT Algorithm for BistaticForward-looking SAR[C].Proc.of APSAR nd
2009.2 Asian-Pacific Conference onSynthetic Aperture Radar，2009：955-959针对平行等速飞行的机载照射源-机载前视接收前视SAR系统，提出了基于尺度逆傅里叶变换(Inverse Scaled FourierTransform)的成像算法。这些算法补偿二维空变距离单元徙动的方法基本相同-第一步是实施距离位置相关的RCM(简写：RD-RCM)补偿，第二步是实施方位位置相关的RCM(简写：AD-RCM)补偿。

[0007] 然而目前的外照射源前视SAR成像算法均针对静止照射源等简单几何结构的前视SAR系统而设计，而LSA-FBSAR系统结构和平台间运动关系远较其复杂，回波信号RCM特性发生变化，相应的成像处理难度也更大，因此现有传统的二维空变RCM补偿方法及相应的成像方法无法实现LSA-FBSAR高分辨率成像。

发明内容

[0008] 本发明的目的是克服现有SAR频域成像技术无法应用于LSA-FBSAR的不足，提供了一种适用于LSA-FBSAR系统的频域成像方法：一种遥感卫星照射源前视合成孔径雷达频域成像方法，该成像方法充分考虑了LSA-FBSAR的系统特点，不但可以有效补偿因系统收发平台速度差异而导致的回波信号二维空变特性，而且能够有效校正由于前视工作模式而引入的非线性几何畸变失真，因此该方法可以高效地实现LSA-FB SAR高分辨率成像。

[0009] 为了方便描述本发明的内容，首先作以下术语定义：

[0010] 定义1、LSA-FBSAR系统相关参数描述

[0011] 星载平台斜距史

[0012] 机载平台斜距史

[0013] LSA-FBSAR系统斜距史

[0014]

[0015] 星载平台相位史φS(t)＝k·rS(t)

[0016] 机载平台相位史φP(t)＝k·rP(t)

[0017] LSA-FBSAR系统相位史φ(t)＝k·R(t)+2πfdt

[0018] LSA-FBSAR系统驻定相位时间点tk满足φ′(tk)＝0

[0019] LSA-FBSAR系统成像结果坐标系(x，y)，其中x＝r/sinξS，y＝vS·t0S。

[0020] 其他参数：τ为快(斜距)时间，t为慢(方位)时间；vS，vP分别是星载和机载平台相对目标的运动速度大小；星载和机载平台分别在t0S，t0P时刻距前视场景任意目标P最近，且最近斜距分别为r0S，r0P；t0S0，t0P0分别是星载、机载平台距参考目标P0最近的时刻，r0S0，r0P0分别是星载、机载平台距离参考目标P0的最近斜距；r，T分别是任意目标P与参考目标P0的空间位置差r＝r0S-r0S0，T＝t0S-t0S0；f为对应于快(斜距)时间的频率，ω＝2πf为对应于快(斜距)时间的角频率，ω0为发射信号中心角频率，f0为发射信号中心频率， c为光速；fd为对应于慢(方位)时间的多普勒频率；ξS是星载平台的下视角。

[0021] 定义2、距离单元徙动非线性二维空变特性

[0022] 距离单元徙动非线性空变特性就是回波信号的RCM随目标二维空间位置的变化而呈非线性变化。

[0023] 对于LSA-FBSAR，由于两平台间的运动速度不相等，两平台之间的方位向相对位置关系在运动的过程中发生变化，因此除了SAR固有的斜距空变问题之外还具有方位空变性，即系统存在斜距维空变(简写：RD-RCM)、方位维空变(简写：AD-RCM)二维空变特性，必须分别予以校正，才可实现高质量成像。

[0024] 此外，对于LSA-FBSAR，由于其机载接收平台工作于前视模式，接收平台飞行轨迹两侧目标相对斜距位置对称，因而导致其回波信号斜距空变RCM呈现出显著的非线性特征，即RD-RCM随目标斜距空间位置的变化而呈非线性变化。

[0025] 定义3、air-phase时间点tb

[0026] air-phase时间点tb为满足下式成立的时间点

[0027] krS′(tb)+2πfd＝0

[0028] 求解该方程可以得到tb的解析解：

[0029] 在该时间点，系统相位史的变化率φ′(tb)就等于机载平台的相位变化率kr′P(tb)，因此称该时间点为air-phase时间点。

[0030] 定义4、LSA-FBSAR系统冲激响应的二维频谱

[0031] 根据LSA-FBSAR系统的特点，定义LSA-FBSAR系统冲激响应的二维频谱H(f，fd)为[0032]

[0033] 将公式(2)中两个指数项分别定义为二维频谱的准单站项HQM(f，fd)和双站畸变项HBD(f，fd)

[0034] HQM(f，fd)＝exp{-jφ(tb)}，

[0035] 定义5、逆尺度傅立叶变换

[0036] 信号S(f)的逆尺度傅立叶变换ISFT(S(f))为

[0037] ISFT(S(f))＝∫S(f)exp(jaft)df (4)

[0038] 其中a为尺度因子。逆尺度傅立叶变换的离散表示形式为

[0039]

[0040] 离散逆尺度傅立叶变换可以通过chirp Z变换实现，具体实施可以通过两次相位相乘和一次卷积来实现。

[0041] 本发明提供一种LSA-FBSAR频域成像方法流程框图，如图1所示。在关于本发明成像方法的以下各步骤说明中，用不同的上标来标识回波数据经处理后所在的频域空间：上标τ-斜距频域；上标t-方位频域；上标τ，t-斜距频域-方位频域。

[0042] 本发明提供的一种遥感卫星照射源前视合成孔径雷达频域成像方法，它包含如下步骤：

[0043] 步骤1、回波信号距离压缩

[0044] LSA-FBSAR系统的原始回波数据s(τ，t)以一个M行N列的数据矩阵存放(M和N均为正整数)，原始回波数据s(τ，t)数据矩阵每列数据是存放慢时间t(方位向)回波信号的采样，每行的数据存放的是逐个单脉冲快时间τ(斜距向)回波信号的采样；

[0045] 用发射信号s0(τ)作为距离压缩参考信号，把发射信号s0(τ)和原始回波信号τ τs(τ，t)变换到斜距频域后分别得到S0(f)和S (f，t)，而后将S0(f)和S (f，t)共轭相乘，实现距离压缩，如下式所示

[0046]

[0047] 上式中*表示复共轭；

[0048] 步骤2、方位向傅立叶变换

[0049] 针对距离压缩后的回波信号数据矩阵中的每一列做傅立叶变换得到经过距离压缩后的回波信号二维频谱

[0050] 步骤3、参考点相位补偿

[0051] 根据参考点目标P0的位置参数(r0S＝r0S0，r0P＝r0P0，t0S＝t0S0，t0P＝t0P0)，利用公式(1)：公式(2)：，就可以得到参考点目标系统冲激响应的二维频谱H0(f，fd)，将参考点目标系统冲激响应的二维频谱H0(f，fd)复共轭与回波信号距离压缩后的二维频谱数据矩阵逐点相乘得
到如下式所示

[0052]

[0053] 是经过参考点相位补偿后回波信号的二维频谱，其中公式(1)中，t0S是卫星平台距离距目标最近的时刻，r0S表示卫星平台距离目标的最近斜距，f0为发射信号中心频率，vS是卫星平台相对目标的运动速度大小，fd为对应于慢(方位)时间t的多普勒频率，f是对应于快(斜距)时间τ的频率，r0S0和r0P0分别是卫星、飞机平台相对参考目标P0的最近斜距，t0S0和t0P0分别是卫星、飞机平台距参考目标P0最近的时刻，公式(2)中φ(tb)＝k·[rS(tb)+rP(tb)]+2πfdt， rS(tb)和rP(tb)分别是air-phase时间点tb时刻卫星、飞机平台距离目标的斜距大小；

[0054] 步骤4、方位空变特性补偿

[0055] 对经过参考点相位补偿后的二维频谱矩阵的每一列数据做逆尺度傅立叶变换，变换采用的尺度因子为aAD；而后，再将经逆尺度傅立叶变换后的信号乘以相位因子就得到经过方空变特性补偿后的信号

[0056] 尺度因子aAD和相位因子由下式得到

[0057]

[0058] 其中ΔT＝m/PRF，m＝0，1，...，M-1，PRF是系统回波信号的脉冲重复频率，至此，已完成成像场景内各非参考点目标AD-RCM(即方位空变特性)的补偿；

[0059] 步骤5、方位向傅立叶变换

[0060] 对经过方位空变特性补偿后的信号数据矩阵的每一列做傅立叶变换得到方位空变特性补偿后的二维频谱

[0061] 步骤6、斜距向傅立叶逆变换

[0062] 对方位空变特性补偿后的二维频谱矩阵的每一行做逆傅立叶变换得到其斜距时域-方位频域的数据矩阵

[0063] 步骤7、非线性斜距空变特性补偿

[0064] 对斜距时域-方位频域的数据矩阵做插值处理；再将插值处理后的数据乘以相位因子得到经过二维空变特性补偿后的信号

[0065] 插值映射因子τRD(fd)和相位因子由下式得到

[0066]

[0067] 其中Δr＝n·c/Fsr，n＝0，1，...，N-1，Fsr是回波信号的距离向采样频率，c是光速大小；

[0068] 至此，完成对成像场景内非参考点目标二维非线性空变特性的补偿；

[0069] 步骤8、方位向逆傅立叶变换

[0070] 针对经过二维空变特性补偿后的信号数据矩阵的每一列做逆傅立叶变换，而后作坐标变换：x＝c·τ，y＝vS·t；

[0071] 经过上述步骤处理，就可以从LSA-FBSAR系统接收到的目标回波数据s(τ，t)中获取具有较高分辨率的目标成像结果。

[0072] 需要说明的是：

[0073] 通常选择成像场景中心点为参考点目标，由于成像场景内双站畸变项HBD(f，fd)变化较小，因此经过步骤1至步骤3的处理，即可以认为完成了整个成像场景双站畸变项HBD(f，fd)的补偿。而LSA-FBSAR系统的二维非线性空变特性主要体现在准单站项HOM(f，fd)中，经过步骤1至步骤3的处理，成像场景内非参考点目标的斜距向RCM和方位向RCM仍然存在未被补偿的部分，无法满足高分辨率成像的要求，因此需要步骤4至步骤8进一步的补偿处理。

[0074] 此外，步骤4完成后，由于斜距非线性空变特性与方位频率fd有关，相应的RD-RCM补偿需要在斜距时域-方位频域内进行。因此本发明在斜距空变特性补偿之前，在步骤5、六中实现域间变换。

[0075] 本发明的实质是利用LSA-FBSAR系统的特点得到系统二维频谱的解析表达式，并由此推导得到适用于该系统的频域成像方法。利用ω-k算法的思想，根据其二维频谱解析表述，获取LSA-FBSAR的斜距维空变RCM、方位维空变RCM的非线性映射关系；基于该映射关系，改进了传统二维空变RCM校正处理流程；并分别采用逆尺度傅里叶变换-相位乘、插值-相位乘技术实现非参考点目标二维空变非线性RCM的补偿，从而有效校正因二维非线性空变RCM导致的成像结果弯曲、畸变等严重几何失真问题。

[0076] 本发明的创新点在于利用LSA-FBSAR系统的特点得到系统二维频谱的解析表达式，而后利用ω-k算法的思想，根据二维频谱解析表述，获取LSA-FBSAR的二维空变RCM映射关系；最后通过研究该映射关系，改进了传统二维空变RCM校正处理流程；并通过逆尺度傅里叶变换-相位乘和插值-相位乘技术实现对该系统二维非线性空变特性的补偿。

[0077] 本发明的基本原理是利用LSA-FBSAR系统的几何模型及斜距模型，通过分析该系统平台间特性差异、以及接收平台前视工作模式的特点，用air-phase时间点来解析表示LSA-FBSAR系统冲激响应二维频谱；而后利用LSA-FBSAR系统冲激响应二维频谱，完成成像场景内参考点目标二维空变特性补偿以及方位压缩；再通过分析二维空变RCM映射关系，得到补偿成像场景内非参考点目标二维非线性空变特性的解决方案。

[0078] 本发明解决的技术问题：传统的单基地SAR、静止照射源-前视双基地SAR中仅存在斜距空变，因而其成像方法无法解决星-机双基地前视SAR成像中的方位、斜距二维空变问题；星-机侧视双基地SAR中的二维空变以其线性项为主导，因此其成像方法不适用于解决星-机双基地前视SAR中的非线性空变问题。本发明利用LSA-FBSAR系统的特点，采用合理近似，得到LSA-FBSAR系统冲激响应的高精度二维频谱解析表达式；通过该二维频谱的解析表达式可以得到二维空变RCM映射关系及其处理方法，解决了LSA-FBSAR系统中的二维空变问题，从而可以有效校正因二维非线性空变RCM导致的成像结果弯曲、畸变等严重几何失真现象。

[0079] 本发明的有益效果：充分利用LSA-FBSAR系统的特点，简化了二维频谱的求解；从该频谱复杂的耦合关系中，抽离得到其二维空变RCM非线性映射关系，解决了LSA-FBSAR系统中二维非线性空变补偿的难题。本发明填补了现有的SAR频域成像技术无法应用于LSA-FBSAR高分辨率成像这一空白。附图说明

[0080] 图1为本发明的工作流程框图

[0081] 图2为仿真成像场景内九个点目标相对位置关系图

[0082] 其中P0是参考点目标，P1～P8为八个非参考点目标。

[0083] 图3为LSA-FBSAR系统回波数据s(τ，t)经过本发明步骤1至步骤3处理后结果[0084] 其中，横轴表示斜距向，纵轴表示方位向；P9～P16分别是对应于八个非参考点目标P1～P8回波经过本发明步骤1至步骤3处理后的成像结果。

[0085] 图4为LSA-FBSAR系统回波数据s(τ，t)经过本发明步骤1至步骤8处理后的成像结果

[0086] 其中，横轴表示斜距向，纵轴表示方位向；P17～P24分别对应于八个非参考点目标P1～P8是回波经过本发明步骤1至步骤8处理后的成像结果。

[0087] 图5为本发明实施例中采用的LSA-FBSAR系统平台参数。

具体实施方式

[0088] 本发明主要采用仿真实验的方法进行验证，所有步骤、结论都在MATLAB 7.6上验证正确。

[0089] 本实施例分别采用TerraSAR-X卫星和机载PAMIR作为发射、接收平台，两平台平行同向飞行，卫星平台工作在steering spotlight模式，飞机平台工作在前视模式下，天线波束速度分别为2100m/s和700m/s。发射信号的中心频率为9.65GHz，发射信号带宽为60MHz，脉冲重复频率为2500Hz，回波信号距离向采样频率为120MHz。其他系统平台仿真参数如图5所示。仿真成像场景内包含九个点目标，其相对位置关系如图2所示，其中参考点目标为P0。

[0090] 步骤1、回波信号距离压缩

[0091] LSA-FBSAR回波信号数据s(τ，t)以一个1799行1024列的数据矩阵存放，其中每列数据是存放慢时间(方位向)回波信号的采样，每行的数据是存放快时间(斜距向)单脉冲回波信号的采样；

[0092] 把距离压缩参考信号s0(τ)作傅立叶变换得到参考信号频谱S0(f)，把回波信号τ τs(τ，t)逐行做傅立叶变换得到S (f，t)，将S (f，t)逐行与S0(f)共轭相乘得到实现距离压缩，傅立叶变换可以通过快速傅立叶变换(Fast FourierTransform，简称FFT)实现；

[0093] 步骤2、方位向傅立叶变换

[0094] 针对距离压缩后的回波数据矩阵的每一列做FFT得到距离压缩后的二维频谱

[0095] 步骤3、参考点相位补偿

[0096] 选择成像场景中心点P0为参考点目标，卫星、飞机平台距参考点目标P0的最近斜距分别为896.1km，3.0km，卫星平台距参考点目标P0最近的时刻为1.461s。利用图5所示的系统参数及公式(1) 可以得到该系统关于参考点目标的air-phase点tb，根据公式(2) 可以获取该系统关于参考点目标的
冲激响应二维频谱H0(f，fd)，将其共轭矩阵与数据矩阵逐点相乘得到经过参考点相位补偿后回波信号的二维频谱数据矩阵处理结果如图3所示；

[0097] 步骤4、方位空变特性补偿

[0098] 根据公式(6)得到尺度因子aaz和相位因子对经过参考点相位补偿的回波信号二维频谱矩阵的每一列数据以尺度因子aAD做逆尺度傅立叶变换；而后，再将经逆尺度傅立叶变换后的数据矩阵乘以相位因子得到经过方位空变特性补偿后的数据矩阵

[0099] 步骤5、方位向傅立叶变换

[0100] 对经过方位空变特性补偿后的数据矩阵的每一列做FFT得到方位空变RCM补偿后的二维频域数据矩阵

[0101] 步骤6、斜距向傅里叶逆变换

[0102] 对方位空变RCM补偿后的二维频域数据矩阵的每一行做快速逆傅立叶变换(Inverse Fast Fourier Transform，简称IFFT)得到其斜距时域-方位频域的数据矩阵

[0103] 步骤7、非线性斜距空变特性补偿

[0104] 对斜距时域-方位频域的数据矩阵做插值映射，再将插值处理后的数据乘以相位因子得到经过二维空变特性补偿后的信号

[0105] 步骤8、方位向逆傅立叶变换

[0106] 针对经过二维空变特性补偿后的信号数据矩阵的每一列做IFFT变换，而后作坐标变换：x＝c·τ，y＝vS·t；

[0107] 经过上述步骤处理，就可以从LSA-FBSAR目标回波数据s(τ，t)中获取具有较高分辨率的复图像σ(x，y)。

[0108] 图3为回波数据s(τ，t)经过上述步骤1至步骤3处理后的成像结果。从图3中可以看出由于除参考点P0之外的八个非参考点目标存在未被完全校正的AD-RCM和RD-RCM，因此除参考点目标之外的其余四个点目标均存在非线性斜距-方位耦合，其成像结果位置不正确，出现了严重的二维非线性几何畸变，无法满足高分辨率成像的要求，需要步骤4至步骤8进一步的处理。

[0109] 图4为回波数据s(τ，t)经过上述步骤1至步骤8处理后的最终成像结果。其中，横轴表示斜距向，纵轴表示方位向，坐标单位均为米，坐标原点为参考点目标所在位置。从图4中可以看出，采用本发明提供的成像方法处理后，各点目标均被很好的聚焦，且非参考点目标的AD-RCM和RD-RCM得以校正，各点目标分别位于各自正确的空间位置。因此，本发明提供频域成像方法适用于LSA-FBSAR系统，能有效校正因二维非线性空变距离单元徙动导致的成像结果弯曲、畸变等严重几何失真问题，可以用于其实现其高分辨率成像处理。

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