一种小时间带宽积SAR成像中的反投影方法及系统
阅读：1016发布：2020-06-29
专利汇可以提供一种小时间带宽积SAR成像中的反投影方法及系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 属于 信号 处理技术领域，具体涉及一种小时间带宽积SAR成像中的反投影方法及系统，获取回波信号；对回波信号进行距离压缩得到距离压缩—方位时域信号；根据距离压缩—方位时域信号得到距离插值后的距离压缩—方位时域信号；建立斜距平面成像网格；根据斜距平面成像网格和预设参数得到初级BP成像模型；利用所述初级BP成像模型将所述距离插值后的距离压缩—方位时域信号成像在所述斜距平面成像网格得到初级成像结果；根据初级成像结果得到方位模糊度；根据方位模糊度得到 采样 率；根据预设参数和采样率对斜距平面成像网格进行更新得到更新后斜距平面成像网格；根据更新后的斜距平面成像网格和预设参数建立BP成像模型；利用所述BP成像模型将所述距离插值后的距离压缩—方位时域信号成像在所述斜距平面成像网格得到成像结果。本发明提高了SAR的成像 质量 ，减少了二次 相位 带来的多普勒频带模糊。，下面是一种小时间带宽积SAR成像中的反投影方法及系统专利的具体信息内容。
1.一种小时间带宽积SAR成像中的反投影方法，其特征在于，包括：
获取回波信号；
对所述回波信号进行距离压缩得到距离压缩—方位时域信号；
对所述距离压缩—方位时域信号进行距离插值操作得到距离插值后的距离压缩—方位时域信号；
建立斜距平面成像网格；
根据所述斜距平面成像网格和所述预设参数得到初级BP成像模型；
利用所述初级BP成像模型将所述距离插值后的距离压缩—方位时域信号成像在所述斜距平面成像网格得到初级成像结果；
根据所述初级成像结果得到所述初级成像结果的方位模糊度；
根据所述初级成像结果的方位模糊度得到更新后的采样率；
根据所述预设参数和所述更新后的采样率对所述斜距平面成像网格进行更新得到更新后斜距平面成像网格；
根据所述更新后斜距平面成像网格和预设参数建立BP成像模型；
根据所述距离插值后的距离压缩—方位时域信号和所述BP成像模型得到成像结果。
2.根据权利要求1所述的小时间带宽积SAR成像中的反投影方法，其特征在于，利用所述初级BP成像模型将所述距离插值后的距离压缩—方位时域信号成像在所述斜距平面成像网格得到初级成像结果，包括：
根据所述初级BP成像模型中的所述预设参数得到若干方位时刻；
根据所述若干方位时刻得到所述若干方位时刻对应的采样位置点；
根据斜距平面成像网格上的像素点与所述采样位置点得到对应的若干斜距；
根据所述若干斜距在所述距离插值后的距离压缩—方位时域信号上找到斜距相同的若干数据；
对所述若干数据进行相干积累得到初级成像结果。
3.根据权利要求2所述的小时间带宽积SAR成像中的反投影方法，其特征在于，根据所述预设参数和所述更新后的采样率对所述斜距平面成像网格进行更新得到更新后斜距平面成像网格，包括：
根据所述预设参数得到测绘带时宽；
根据所述测绘带时宽和所述更新后的采样率得到采样个数；
根据所述采样个数建立更新后斜距平面成像网格。
4.一种小时间带宽积SAR成像中的反投影系统，其特征在于，包括：
信号获取模块，用于获取回波信号；
距离压缩模块，用于对所述回波信号进行距离压缩得到距离压缩—方位时域信号；
距离插值模块，对所述距离压缩—方位时域信号进行距离插值操作得到距离插值后的距离压缩—方位时域信号；
成像网格建立模块，用于建立斜距平面成像网格；
成像模型建立模块，用于根据所述斜距平面成像网格和所述预设参数得到初级BP成像模型；
初级成像模块，用于利用所述初级BP成像模型将所述距离插值后的距离压缩—方位时域信号成像在所述斜距平面成像网格得到初级成像结果；
采样率获取模块，用于根据所述初级成像结果得到初级成像结果的方位模糊度；并用于根据所述初级成像结果的方位模糊度得到更新后的采样率；
成像网格更新模块，用于根据所述预设参数和所述采样率对所述斜距平面成像网格进行更新得到更新后斜距平面成像网格；
BP成像模型建立模块，用于根据所述更新后斜距平面成像网格和预设参数建立BP成像模型；
成像模块，用于根据所述距离插值后的距离压缩—方位时域信号和所述BP成像模型得到成像结果。
5.根据权利要求4所述的小时间带宽积SAR成像中的反投影系统，其特征在于，所述初级成像模块包括：
方位时刻获取单元，用于根据所述初级BP成像模型中的所述预设参数得到若干方位时刻；
采样位置点获取单元，用于根据所述若干方位时刻得到所述若干方位时刻对应的采样位置点；
斜距获取单元，用于根据斜距平面成像网格上的像素点与所述采样位置点得到对应的若干斜距；
数据获取单元，用于根据所述若干斜距在所述距离插值后的距离压缩—方位时域信号上找到斜距相同的若干数据；
相干积累单元，用于对所述若干数据进行相干积累得到初级成像结果。
6.根据权利要求4所述的小时间带宽积SAR成像中的反投影系统，其特征在于，所述成像网格更新模块包括：
测绘带时宽获取单元，用于根据所述预设参数得到测绘带时宽；
采样个数获取单元，用于根据所述测绘带时宽和所述更新后的采样率得到采样个数；
成像网格更新单元，用于根据所述采样个数建立更新后斜距平面成像网格。
一种小时间带宽积SAR成像中的反投影方法及系统
技术领域
背景技术
[0002] 合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)成像中时间带宽积(small time band product，TBP)是一个重要因素，它将影响点扩展函数(point spread function，PSF)的轮廓。对于频域成像算法，例如Range-Doppler(RD)算法，较小的TBP会导致频谱轮廓波动，这称为菲涅耳波动。但是，对于像反投影算法(back projection algorithm，BPA)这样的时域成像算法，没有对PSF与TBP的关系进行具体分析，尤其是对于小TBP。通过推导BPA的PSF，发现成像结果的点分布受到小TBP的严重影响，这将导致沿方位向的有效积分孔径长度的偏差不可忽略。
发明内容
[0003] 为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种小时间带宽积SAR成像中的反投影方法及系统。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
[0004] 一种小时间带宽积SAR成像中的反投影方法，包括：
[0005] 获取回波信号；
[0006] 对所述回波信号进行距离压缩得到距离压缩—方位时域信号；
[0007] 对所述距离压缩—方位时域信号进行距离插值操作得到距离插值后的距离压缩—方位时域信号；
[0008] 建立斜距平面成像网格；
[0009] 根据所述斜距平面成像网格和所述预设参数得到初级BP成像模型；
[0010] 利用所述初级BP成像模型将所述距离插值后的距离压缩—方位时域信号成像在所述斜距平面成像网格得到初级成像结果；
[0011] 根据所述初级成像结果得到所述初级成像结果的方位模糊度；
[0012] 根据所述初级成像结果的方位模糊度得到更新后的采样率；
[0013] 根据所述预设参数和所述更新后的采样率对所述斜距平面成像网格进行更新得到更新后斜距平面成像网格；
[0014] 根据所述更新后斜距平面成像网格和预设参数建立BP成像模型；
[0015] 根据所述距离插值后的距离压缩—方位时域信号和所述BP成像模型得到成像结果。
[0016] 在本发明的一个实施例中，利用所述初级BP成像模型将所述距离插值后的距离压缩—方位时域信号成像在所述斜距平面成像网格得到初级成像结果，包括：
[0017] 根据所述初级BP成像模型中的所述预设参数得到若干方位时刻；
[0018] 根据所述若干方位时刻得到所述若干方位时刻对应的采样位置点；
[0020] 根据所述若干斜距在所述距离插值后的距离压缩—方位时域信号上找到斜距相同的若干数据；
[0021] 对所述若干数据进行相干积累得到初级成像结果。
[0022] 在本发明的一个实施例中，根据所述预设参数和所述更新后的采样率对所述斜距平面成像网格进行更新得到更新后斜距平面成像网格，包括：
[0023] 根据所述预设参数得到测绘带时宽；
[0024] 根据所述测绘带时宽和所述更新后的采样率得到采样个数；
[0025] 根据所述采样个数建立更新后斜距平面成像网格。
[0026] 本发明还提供了一种小时间带宽积SAR成像中的反投影系统，包括：
[0027] 信号获取模块，用于获取回波信号；
[0028] 距离压缩模块，用于对所述回波信号进行距离压缩得到距离压缩—方位时域信号；
[0029] 距离插值模块，对所述距离压缩—方位时域信号进行距离插值操作得到距离插值后的距离压缩—方位时域信号；
[0030] 成像网格建立模块，用于建立斜距平面成像网格；
[0031] 成像模型建立模块，用于根据所述斜距平面成像网格和所述预设参数得到初级BP成像模型；
[0032] 初级成像模块，用于利用所述初级BP成像模型将所述距离插值后的距离压缩—方位时域信号成像在所述斜距平面成像网格得到初级成像结果；
[0033] 采样率获取模块，用于根据所述初级成像结果得到初级成像结果的方位模糊度；并用于根据所述初级成像结果的方位模糊度得到更新后的采样率；
[0034] 成像网格更新模块，用于根据所述预设参数和所述采样率对所述斜距平面成像网格进行更新得到更新后斜距平面成像网格；
[0035] BP成像模型建立模块，用于根据所述更新后斜距平面成像网格和预设参数建立BP成像模型；
[0036] 成像模块，用于根据所述距离插值后的距离压缩—方位时域信号和所述BP成像模型得到成像结果。
[0037] 在本发明的一个实施例中，所述初级成像模块包括：
[0038] 方位时刻获取单元，用于根据所述初级BP成像模型中的所述预设参数得到若干方位时刻；
[0039] 采样位置点获取单元，用于根据所述若干方位时刻得到所述若干方位时刻对应的采样位置点；
[0040] 斜距获取单元，用于根据斜距平面成像网格上的像素点与所述采样位置点得到对应的若干斜距；
[0041] 数据获取单元，用于根据所述若干斜距在所述距离插值后的距离压缩—方位时域信号上找到斜距相同的若干数据；
[0042] 相干积累单元，用于对所述若干数据进行相干积累得到初级成像结果。
[0043] 在本发明的一个实施例中，所述成像网格更新模块包括：
[0044] 测绘带时宽获取单元，用于根据所述预设参数得到测绘带时宽；
[0045] 采样个数获取单元，用于根据所述测绘带时宽和所述更新后的采样率得到采样个数；
[0046] 成像网格更新单元，用于根据所述采样个数建立更新后斜距平面成像网格。
[0047] 本发明的有益效果：
[0048] 本发明中使用额外的孔径来校准由小TBP引起的合成孔径长度l的不可忽略的偏差，从而消除了合成孔径长度l的偏差引起的PSF的失真，提高了SAR的成像质量。本发明为了校准有效积分孔径长度的偏差，提供了范围孔径以保证SAR成像结果的PSF。但是，范围光圈会给成像结果带来意想不到的二次相位；意外的二次相位将导致多普勒频带模糊，并影响像SAR干涉测量法这样需要插值的应用。为了减少这种影响，我们提出了一种基于TBP和AASR的改进和优化的BPA图像网格划分标准，在BP成像之前运用新的图像网格，减少了二次相位带来的多普勒频带模糊。
附图说明
[0050] 图1是本发明实施例提供的一种小时间带宽积SAR成像中的反投影方法的流程示意图；
[0051] 图2是本发明实施例提供的一种小时间带宽积SAR成像中的反投影方法TBP和α与上采样率之间的关系示意图；
[0052] 图3是本发明实施例提供的一种小时间带宽积SAR成像中的反投影方法示意图；
[0053] 图4是本发明实施例提供的一种小时间带宽积SAR成像中的反投影方法原始BP算法的成像结果示意图；
[0054] 图5是本发明实施例提供的一种小时间带宽积SAR成像中的反投影方法建议算法的成像结果示意图；
[0055] 图6是本发明实施例提供的一种小时间带宽积SAR成像中的反投影方法TBP＝4时的仿真结果示意图；
[0056] 图7是本发明实施例提供的一种小时间带宽积SAR成像中的反投影方法TBP＝10时的仿真结果示意图；
[0057] 图8是本发明实施例提供的一种小时间带宽积SAR成像中的反投影方法TBP＝100时的仿真结果示意图；
[0058] 图9是本发明实施例提供的一种小时间带宽积SAR成像中的反投影方法建议算法的聚焦SAR图像；
[0060] 图11是本发明实施例提供的一种小时间带宽积SAR成像中的反投影方法建议算法的方位角光谱示意图；
[0061] 图12是本发明实施例提供的一种小时间带宽积SAR成像中的反投影方法大型TBP系统在原始BPA算法下的三面体轮廓图；
[0062] 图13是本发明实施例提供的一种小时间带宽积SAR成像中的反投影方法大型TBP系统在建议算法下的三面体轮廓图；
[0063] 图14是本发明实施例提供的一种小时间带宽积SAR成像中的反投影方法小型TBP系统在原始BPA算法下的三面体轮廓图；
[0064] 图15是本发明实施例提供的一种小时间带宽积SAR成像中的反投影方法小型TBP系统在建议算法下的三面体轮廓图。
具体实施方式
[0065] 下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
[0066] 请参见图1，图1是本发明实施例提供的一种小时间带宽积SAR成像中的反投影方法的流程示意图，包括：
[0067] 获取回波信号；
[0068] 对所述回波信号进行距离压缩得到距离压缩—方位时域信号；
[0069] 对所述距离压缩—方位时域信号进行距离插值操作得到距离插值后的距离压缩—方位时域信号；
[0070] 建立斜距平面成像网格；
[0071] 根据所述斜距平面成像网格和所述预设参数得到初级BP成像模型；
[0072] 利用所述初级BP成像模型将所述距离插值后的距离压缩—方位时域信号成像在所述斜距平面成像网格得到初级成像结果；
[0073] 根据所述初级成像结果得到所述初级成像结果的方位模糊度；
[0074] 根据所述初级成像结果的方位模糊度得到更新后的采样率；
[0075] 根据所述预设参数和所述更新后的采样率对所述斜距平面成像网格进行更新得到更新后斜距平面成像网格；
[0076] 根据所述更新后斜距平面成像网格和预设参数建立BP成像模型；
[0077] 根据所述距离插值后的距离压缩—方位时域信号和所述BP成像模型得到成像结果。
[0078] 在本发明的一个实施例中，利用所述初级BP成像模型将所述距离插值后的距离压缩—方位时域信号成像在所述斜距平面成像网格得到初级成像结果，包括：
[0079] 根据所述初级BP成像模型中的所述预设参数得到若干方位时刻；
[0080] 根据所述若干方位时刻得到所述若干方位时刻对应的采样位置点；
[0081] 根据斜距平面成像网格上的像素点与所述采样位置点得到对应的若干斜距；
[0082] 根据所述若干斜距在所述距离插值后的距离压缩—方位时域信号上找到斜距相同的若干数据；
[0083] 对所述若干数据进行相干积累得到初级成像结果。
[0084] 在本发明的一个实施例中，根据所述预设参数和所述更新后的采样率对所述斜距平面成像网格进行更新得到更新后斜距平面成像网格，包括：
[0085] 根据所述预设参数得到测绘带时宽；
[0086] 根据所述测绘带时宽和所述更新后的采样率得到采样个数；
[0087] 根据所述采样个数建立更新后斜距平面成像网格。
[0088] 本发明方法具体步骤描述如下：
[0089] 本发明是小时间带宽积SAR成像中的反投影方法，参见图1，包括有如下步骤：
[0090] 获取距离插值后的距离压缩—方位时域信号：SAR对于观测场景中的一点P发出的一系列脉冲，通过地面的后向散射，SAR会接收到一系列的脉冲回波。对获取到的回波数据进行距离脉冲压缩处理得到距离压缩—方位时域信号。在反投影算法具体实施的过程中，需要对得到的距离压缩—方位时域信号通过距离升采样进行距离插值处理，从而得到距离插值后得距离—方位时域信号。
[0091] 设置方位角波束宽度θ′：方位角波束宽度θ的计算公式为 其中L为合成阵列的长度；λ为波长，计算公式为 C为光的传播速度，fc为载波的频率，但是此提出的算法将方位角波束宽度从θ到θ′进行了优化，为了确保在这种情况下合成孔径的有效长度l等于(xref,r)有效光圈长度L，其中xref为距离压缩数据的x轴的坐标，所以θ′必须满足θ′≥θ(1+α/TBP)，其中TBP为时间带宽积，α是一个代表相对方位角位置(xn,r)和(xref,r)的系数xn＝αδa+xref，δa为方位角分辨率，xn为网格中成像点的x轴的坐标。
[0092] BP算法成像：请参见图4，图5，图4是本发明实施例提供的一种小时间带宽积SAR成像中的反投影方法原始BP算法的成像结果示意图，图5是本发明实施例提供的一种小时间带宽积SAR成像中的反投影方法建议算法的成像结果示意图，首先先在适当的成像平面(斜距平面)上设计合适的成像网格(直角坐标网格)。雷达的每一个方位时刻发射相位中心APC的发射的脉冲通过地面的后向散射使雷达接受到了回波信号，对回波信号进行距离压缩得到距离压缩后的距离压缩数据。假设雷达其中一个方位时刻相位中心APC和网格像素点P之间的斜距为r1，则距离压缩数据中对应于这个方位时刻且距离为r1的数据将会对网格像素点P产生贡献。将雷达各个方位时刻产生的距离压缩—方位时域回波信号都对网格像素点P产生相干积累，就得到了P点的重建结果，即
[0093]
[0094] 其中，如果原始数据的TBP小的话k＝1；如果原始数据的TBP大于预期的话k＝-1，L为合成阵列的长度,α是一个代表相对方位角位置(xn,r)和(xref,r)的系数xn＝αδa+xref，δa为方位角分辨率，xn为网格中成像点的x轴的坐标，xref为距离压缩数据的x轴的坐标，依次对网格中的各个像素点进行重建便得到了整个场景的重建结果。
[0095] 本发明基于孔径优化和方位模糊度(AASR)，提出了一种适用于小型TBP SAR图像的改进BPA。首先，由于小型TBP引起的合成孔径长度l的不可忽略的误差将会导致成像的质量，建议算法将有效累积方位角从θ到θ′进行了优化，请参见图3，图3是本发明实施例提供的一种小时间带宽积SAR成像中的反投影方法示意图。所以(xn,r)的积分间隔为[xn-rtan(θ′/2),xn+r tan(θ′/2)]，有效数据的间隔为[xref-L/2,xref+L/2]，通过优化积分间隔以补偿PSF的失真，提高成像的质量。其次，由于积分间隔是通过提供范围光圈来优化的，但是范围光圈会给成像结果带来意想不到的二次相位，意外的二次相位将导致多普勒频带模糊，并影响像SAR干涉测量法这样需要插值的应用。为了减少这种影响，本发明又提出了一种基于TBP和AASR的改进和优化的BPA图像网格划分标准，对图像栅格化关键点进行了优化，以避免由额外光圈引起的多普勒模糊性。
[0096] 本发明实施例还进行了验证，过程如下：
[0097] 一、通过数值模拟处理，验证了所提算法的有效性。
[0098] 表1列出了雷达系统的主要参数。
[0099] 表1：雷达系统主要参数
[0100]参量 值
波长 0.0086m
最近范围 6647.8m
多普勒质心的频率(实际数据) 540Hz
脉冲重复时间 300μs
波长 0.0086m
最近范围 6647.8m
多普勒质心的频率(实际数据) 540Hz
脉冲重复时间 300μs
[0101] 在数值模拟中，所提BP算法的成像，包括有如下步骤：
[0102] (1a)利用计算机在不同的TBP中生成点目标的回波，处理得到插值后的距离压缩—方位时域数据；
[0103] (1b)设置θ′；
[0104] (1c)请参见图2，图2是本发明实施例提供的一种小时间带宽积SAR成像中的反投影方法TBP和α与上采样率之间的关系示意图，根据图2提供的TBP和α与上采样率之间的关系图，新的网格的采样率与不同TBP的设计系统参数之间的关系可以通过图2获得，利用此采样率和一个合成孔径内的采样时间可以求得方位向的采样数，从而建立在斜距平面上的直角坐标系网格；
[0105] (1d)BP成像：在以目标点为中心的合成孔径范围内各个方位向采样点与目标点之间的斜距不同，根据斜距可以在插值后的距离压缩—方位时域数据中找到相同方位及斜距处的数据，这些数据对于网格中目标点的成像均有贡献，将这些点对网格中目标点的贡献进行相干累积便得到了网格中目标点重建结果；
[0106] 点目标的回波在不同的TBP中生成，并使用原始的BPA和所提出的算法进行成像。请参见图6、7、8，图6是本发明实施例提供的一种小时间带宽积SAR成像中的反投影方法TBP＝4时的仿真结果示意图，图7是本发明实施例提供的一种小时间带宽积SAR成像中的反投影方法TBP＝10时的仿真结果示意图，图8是本发明实施例提供的一种小时间带宽积SAR成像中的反投影方法TBP＝100时的仿真结果示意图，示出了具有不同TBP的图像结果的方位角轮廓。随着TBP的减小，原始BPA产生的图像结果会严重失真，并且方位角的主瓣变宽。尽管如此，通过所提出的算法可以很好地校正失真。
[0108] 在原始数据处理中，所提BP算法的成像，包括有如下步骤：
[0109] (2a)原始数据是在宽边带状图SAR中获得的。将三面体放置在目标场景中以进行进一步分析，处理得到插值后的距离压缩—方位时域数据；
[0110] (2b)设置θ′；
[0111] (2c)根据图2提供的TBP和α与上采样率之间的关系图，新的网格的采样率与不同TBP的设计系统参数之间的关系可以通过图2获得，利用此采样率和测绘带时宽可以求得方位向的采样数，从而建立在斜距平面上的直角坐标系网格；
[0112] (2d)BP成像：在以目标点为中心的合成孔径范围内各个方位向采样点与目标点之间的斜距不同，根据斜距可以在插值后的距离压缩—方位时域数据中找到相同斜距处的数据，这些数据对于网格中目标点的成像均有贡献，将这些点对网格中目标点的贡献进行相干累积便得到了网格中目标点重建结果，依次对各个像素点进行重建便得到了整个观测场景重建图像；
[0113] 在原始数据进行分析过程中，假设预期方位角分辨率为2.215m，则目标的TBP等于4.717。该SAR系统的设计TBP为118，比4.717大得多，并满足β≥θ(1+α/TBP)的情况，其中β为接收数据的方位角波束宽度，θ表示有效累积方位角，α表示相对方位角位置(xn,r)和(xref,r)的系数。原始数据由原始BPA和提出的算法进行处理。请参见图9，图9是本发明实施例提供的一种小时间带宽积SAR成像中的反投影方法建议算法的聚焦SAR图像，三面体用椭圆标记。请参见图10、11，图10是本发明实施例提供的一种小时间带宽积SAR成像中的反投影方法原始BPA的方位角光谱示意图，图11是本发明实施例提供的一种小时间带宽积SAR成像中的反投影方法建议算法的方位角光谱示意图。请参见图12、13，图12是本发明实施例提供的一种小时间带宽积SAR成像中的反投影方法大型TBP系统在原始BPA算法下的三面体轮廓图，图13是本发明实施例提供的一种小时间带宽积SAR成像中的反投影方法大型TBP系统在建议算法下的三面体轮廓图。原始BPA的图像结果中存在明显的频谱歧义和由频谱歧义引起的内插误差，所提算法的图像效果良好。
[0114] 为了验证所提算法在小型TBP系统中的有效性，原始BPA和所提算法对原始数据的子孔径进行了处理。子孔径的长度等于小型TBP系统的孔径长度，可通过Γ＝L/δa计算，其中L为(xref,r)的有效光圈长度，δa为方位角分辨率。请参见图14、15所示，图14是本发明实施例提供的一种小时间带宽积SAR成像中的反投影方法小型TBP系统在原始BPA算法下的三面体轮廓图；
[0115] 图15是本发明实施例提供的一种小时间带宽积SAR成像中的反投影方法小型TBP系统在建议算法下的三面体轮廓图。把图14、15中的两个图相比，该算法可以很好地抑制这种失真。原始BPA获得的方位角分辨率(3dB)和峰值旁瓣比(PSLR)分别为2.1350m和-18.95dB，而所提算法的方位角分辨率(3dB)和峰值旁瓣比(PSLR)分别为2.2210m和-
13.14dB，接近理想结果。在较小的TBP的影响下，原始BPA的目标方位角轮廓严重失真：方位角的主瓣明显比所提出的算法更柔和，更宽。该算法具有很好的性能。
13.14dB，接近理想结果。在较小的TBP的影响下，原始BPA的目标方位角轮廓严重失真：方位角的主瓣明显比所提出的算法更柔和，更宽。该算法具有很好的性能。
[0116] 简而言之，本发明公开的一种小时间带宽积SAR成像中的反投影方法，解决了小时间带宽积TBP引起的合成孔径长度不可忽略的偏差所造成的成像的失真，同时解决了上步解决方案所带来的二次相位造成的多普勒带的模糊。实现步骤是：获取距离插值后的距离压缩—方位时域信号；设置方位角波束宽度；先找到TBP和α与上采样率κ之间的关系图像，新的网格临界值与不同TBP的设计系统参数之间的关系可以通过上述的关系图像获得，利用上述得到的设计系统参数κ来设计新的成像网格，将每个方位时刻的脉冲对新的成像网格上的像素点P的贡献进行相干积累，得到P点的重建结果。本发明通过提供了范围孔径以保证SAR成像结果的PSF，防止成像的失真，又提出了一种基于TBP和AASR的改进和优化的BPA图像网格划分标准来减少二次相位导致的多普勒频带模糊，提高了成像的质量。
[0117] 本发明还提供了一种小时间带宽积SAR成像中的反投影系统，包括：
[0118] 信号获取模块，用于获取回波信号；
[0119] 距离压缩模块，用于对所述回波信号进行距离压缩得到距离压缩—方位时域信号；
[0120] 距离插值模块，对所述距离压缩—方位时域信号进行距离插值操作得到距离插值后的距离压缩—方位时域信号；
[0121] 成像网格建立模块，用于建立斜距平面成像网格；
[0122] 成像模型建立模块，用于根据所述斜距平面成像网格和所述预设参数得到初级BP成像模型；
[0123] 初级成像模块，用于利用所述初级BP成像模型将所述距离插值后的距离压缩—方位时域信号成像在所述斜距平面成像网格得到初级成像结果；
[0124] 采样率获取模块，用于根据所述初级成像结果得到初级成像结果的方位模糊度；并用于根据所述初级成像结果的方位模糊度得到更新后的采样率；
[0125] 成像网格更新模块，用于根据所述预设参数和所述采样率对所述斜距平面成像网格进行更新得到更新后斜距平面成像网格；
[0126] BP成像模型建立模块，用于根据所述更新后斜距平面成像网格和预设参数建立BP成像模型；
[0127] 成像模块，用于根据所述距离插值后的距离压缩—方位时域信号和所述BP成像模型得到成像结果。
[0128] 在本发明的一个实施例中，所述初级成像模块包括：
[0129] 方位时刻获取单元，用于根据所述初级BP成像模型中的所述预设参数得到若干方位时刻；
[0130] 采样位置点获取单元，用于根据所述若干方位时刻得到所述若干方位时刻对应的采样位置点；
[0131] 斜距获取单元，用于根据斜距平面成像网格上的像素点与所述采样位置点得到对应的若干斜距；
[0132] 数据获取单元，用于根据所述若干斜距在所述距离插值后的距离压缩—方位时域信号上找到斜距相同的若干数据；
[0133] 相干积累单元，用于对所述若干数据进行相干积累得到初级成像结果。
[0134] 在本发明的一个实施例中，所述成像网格更新模块包括：
[0135] 测绘带时宽获取单元，用于根据所述预设参数得到测绘带时宽；
[0136] 采样个数获取单元，用于根据所述测绘带时宽和所述更新后的采样率得到采样个数；
[0137] 成像网格更新单元，用于根据所述采样个数建立更新后斜距平面成像网格。
[0138] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
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