一種評價合成孔徑雷達(dá)成像方位向壓縮質(zhì)量的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及雷達(dá)成像技術(shù)，具體涉及一種壓縮圖像評價函數(shù)，用于相位誤差補償 技術(shù)。解決了在合成孔徑雷達(dá)成像過程中方位向固定一段數(shù)據(jù)的壓縮質(zhì)量的評價問題。
【背景技術(shù)】
[0002] 合成孔徑雷達(dá)（SAR)，包括合成孔徑激光雷達(dá)（SAL)機載成像中，由于成像平臺的 機械振動，對光程差帶來隨機的變化，光程差的變化會對接收到用于方位向壓縮的成像的 數(shù)據(jù)相位帶來干擾，而對接收的能量變化影響有限。
[0003] 根據(jù)中國科學(xué)院電子所的研究結(jié)果表明，振動的幅度，頻率和初始相位分別對成 像質(zhì)量有較大影響，可W用峰值加速度來描述振動大小；中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所 分析了平臺振動對成像壓縮影響的具體體現(xiàn)，得出結(jié)論是垂直于航向的振動對成像影響較 大，影響主要體現(xiàn)在方位向壓縮展寬。美國學(xué)者Wahl D.E提出針對展寬現(xiàn)象使用PGA算法 對成像結(jié)果進(jìn)行聚焦處理的算法。參考美國洛克馬下公司的飛行實驗，在平臺振動條件下 的成像采用的是減振平臺配合PGA算法實現(xiàn)的。
[0004] 利用PGA算法進(jìn)行平臺振動相位誤差補償時候采用的壓縮質(zhì)量評價函數(shù)為銳化 函數(shù)，該函數(shù)主要針對特顯點的壓縮質(zhì)量進(jìn)行評估，W能量集中程度作為壓縮結(jié)果的衡量。 該種評價函數(shù)對成像目標(biāo)依賴較為嚴(yán)重，需要成像目標(biāo)中具有特顯點，而特顯點在遙感成 像中較為少見。所W用銳化函數(shù)作為壓縮質(zhì)量評價函數(shù)不具有通用價值。
[0005] 要對相位誤差進(jìn)行補償?shù)乃惴x不開對方位向壓縮質(zhì)量的量化估計，將壓縮結(jié)果 量化為一個函數(shù)，才能夠?qū)⒀a償問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)求極值問題利用優(yōu)化算法進(jìn)行求解。所W 尋找一個合適的方位向壓縮質(zhì)量評價函數(shù)對壓縮算法的研究具有重大意義。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 本發(fā)明提出了一種評價合成孔徑雷達(dá)成像方位向壓縮質(zhì)量的新方法。將經(jīng)過匹配 濾波器壓縮后的數(shù)據(jù)的1-范數(shù)當(dāng)作評價函數(shù)，理想情況下壓縮結(jié)果差分處理之后處于評 價函數(shù)極小值。
[0007] 壓縮數(shù)據(jù)的1-范數(shù)當(dāng)作評價函數(shù)對于目標(biāo)成像的函數(shù)特性是可W數(shù)學(xué)證明的。
[0008] 壓縮是使用匹配濾波器對沿著距離向進(jìn)行匹配濾波的過程，平臺振動對合成孔徑 成像系統(tǒng)的影響主要體現(xiàn)在方位向平臺振動對光程變化的影響。在理想狀態(tài)下，對于單一 目標(biāo)而言，飛機在一個合成孔徑長度內(nèi)光程是按照如下規(guī)律變化的：
[0009]
【主權(quán)項】
1. 一種評價合成孔徑雷達(dá)成像方位向壓縮質(zhì)量的方法，其特征在于包含如下步驟： (1) ，對進(jìn)行過方位向壓縮的處理結(jié)果固定距離門的任意一行或多行數(shù)據(jù)當(dāng)作采樣數(shù) 據(jù)x(i，j)進(jìn)行評價；i代表固定的一個距離門的數(shù)據(jù)序號，j代表不同的距離門序號，假設(shè) 取了M個距離門的數(shù)據(jù)，S卩j取值1到M; (2) 對采樣數(shù)據(jù)中需要進(jìn)行壓縮質(zhì)量評估的區(qū)域進(jìn)行矩形窗截斷，假設(shè)窗長為N，即i 取值為0到N-1 ; (3) ，評價函數(shù)運算就是對X(i，j)進(jìn)行1-范數(shù)的求解，結(jié)果即為評價指標(biāo)：
上式中symb表示為范數(shù)序號，這里取值為1 ;對于給定的數(shù)據(jù)，評價函數(shù)可以評價相位 誤差對該數(shù)據(jù)壓縮的影響效果，理想的相位分布結(jié)果壓縮效果為函數(shù)的極小值，隨著相位 誤差幅度的增加，評價函數(shù)的輸出會隨之增加，當(dāng)相位誤差幅度過大后，評價函數(shù)的輸出會 在一個值附近浮動。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于評價合成孔徑雷達(dá)在方位向壓縮質(zhì)量的方法。它應(yīng)用于合成孔徑雷達(dá)方位向壓縮補償，解決了在合成孔徑雷達(dá)成像中方位向壓縮效果的評價問題。本方法通過對進(jìn)過方位向壓縮的數(shù)據(jù)一階范數(shù)當(dāng)作評價函數(shù)。對單點壓縮結(jié)果隨著相位噪聲的能量加大變化的趨勢在摘要附圖中。該方法具有運算量小，理想壓縮結(jié)果位于函數(shù)極小值點，硬件可實現(xiàn)，對噪聲有一定容忍性等優(yōu)點。
【IPC分類】G01S7-497
【公開號】CN104569954
【申請?zhí)枴緾N201510028900
【發(fā)明人】舒嶸, 張鴻翼, 李飛, 徐衛(wèi)明, 洪光烈, 毛相為
【申請人】中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月21日