一種雙基地ISAR自聚焦二維圖像成像方法及系統技術方案

本發明專利技術公開了一種雙基地ISAR自聚焦二維圖像成像方法及系統。所述成像方法包括：利用匹配濾波法，對待測目標的基頻回波脈沖進行壓縮，獲取一維脈壓數據并確定包絡對齊處理后的脈壓數據；根據包絡對齊處理后的脈壓數據確定轉動相位?時間關系；根據轉動相位?時間關系確定對成像有干擾的轉動相位項對慢時間的變化速率以及對成像有干擾的轉動相位項對慢時間的變化倍數；根據變化速率以及變化倍數對雙基地角的時變進行補償，直至關于雙基地角的時變的泰勒公式內的高階相位項歸零，確定待測目標的雙基地ISAR自聚焦二維圖像。采用本發明專利技術所提供的雙基地ISAR自聚焦二維圖像成像方法及系統能夠提高待測目標的雙基地ISAR自聚焦二維圖像的對比度以及清晰度。

【技術實現步驟摘要】
一種雙基地ISAR自聚焦二維圖像成像方法及系統
本專利技術涉及雙基地ISAR自聚焦二維圖像成像領域，特別是涉及一種雙基地ISAR自聚焦二維圖像成像方法及系統。
技術介紹
目前，雙基地逆合成孔徑雷達(inversesyntheticapertureradar，ISAR)成像主要借鑒單基地ISAR的成像算法來完成，這些成像算法一般需滿足成像期間目標雙基地角恒定不變的假設，雙基地角恒定不變的假設會造成二維圖像的散焦，增大了圖像熵值，降低了圖像對比度，使目標的二維像偏離真是目標輪廓，不利于后續的目標識別和分類。在實際成像過程中，雙基地角是隨著時間變化的，因此，在傳統的雙基地逆合成孔徑雷達成像技術中，雙基地角時變情況下，成像圖像的對比度大大下降，產生圖像模糊的問題。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種雙基地ISAR自聚焦二維圖像成像方法及系統，以提高待測目標的雙基地ISAR自聚焦二維圖像的對比度以及清晰度。為實現上述目的，本專利技術提供了如下方案：一種雙基地ISAR自聚焦二維圖像成像方法，包括：利用匹配濾波法，對待測目標的基頻回波脈沖進行壓縮，獲取一維脈壓數據；對所述一維脈壓數據進行包絡對齊處理，確定包絡對齊處理后的脈壓數據；根據所述包絡對齊處理后的脈壓數據確定雙基地角在轉動相位上隨時間變化的轉動相位-時間關系；根據所述轉動相位-時間關系確定對成像有干擾的轉動相位項對慢時間的變化速率以及對成像有干擾的轉動相位項對慢時間的變化倍數；根據變化速率以及所述變化倍數對所述雙基地角的時變進行補償，直至關于所述雙基地角的時變的泰勒公式內的高階相位項歸零，確定所述待測目標的雙基地ISAR自聚焦二維圖像。可選的，所述根據所述包絡對齊處理后的脈壓數據確定雙基地角在轉動相位上隨時間變化的轉動相位-時間關系之后，還包括：利用二階泰勒公式將所述轉動相位-時間關系展開，確定轉動相位項二階泰勒公式。可選的，所述根據所述轉動相位-時間關系確定對成像有干擾的轉動相位項對慢時間的變化速率以及對成像有干擾的轉動相位項對慢時間的變化倍數，具體包括：利用離散多項式相位變換方法估計轉動相位項二階泰勒公式內轉動相位項的階數和系數；所述階數為對成像有干擾的轉動相位項對慢時間的變化速率，所述系數為對成像有干擾的轉動相位項對慢時間的變化倍數。可選的，所述利用離散多項式相位變換方法估計轉動相位項二階泰勒公式內轉動相位項的階數和系數，具體包括：所述包絡對齊處理后的脈壓數據包括多個距離單元；所述距離單元為快時間域內的待測目標距離采樣數；從第一個距離單元開始逐個完成所有所述距離單元的方位壓縮，并用N表示距離單元數；令N＝1，對于第N個距離單元，將所述第N個距離單元的方位向回波利用泰勒公式進行三階展開，并基于離散多項式相位變換方法估計高階相位項的定階參數、二階參數以及三階參數，確定轉動相位項的階數和系數。可選的，所述基于離散多項式相位變換方法估計高階相位項的定階參數、二階參數以及三階參數，確定轉動相位項的階數和系數之后，還包括：在進行定階參數及高階參數估計的過程中，先估計三階參數并完成三次高階項的補償；在完成三階項補償的基礎上，進行二階參數的估計并完成二次項補償；完成二次項補償之后，所述第N個距離單元的轉動相位項僅留下成像所需的線性相位項，完成對所述第N個距離單元的相位補償；判斷所述N是否已達到所有距離單元總數，得到第一判斷結果；若所述第一判斷結果表示為所述N已達到所有距離單元總數，確定所述待測目標的雙基地ISAR自聚焦二維圖像；若所述第一判斷結果表示為所述N未達到所有距離單元總數，將N加上1，并返回至對所述一維脈壓數據進行包絡對齊處理，確定包絡對齊處理后的脈壓數據的步驟。一種雙基地ISAR自聚焦二維圖像成像系統，包括：一維脈壓數據獲取模塊，用于利用匹配濾波法，對待測目標的基頻回波脈沖進行壓縮，獲取一維脈壓數據；包絡對齊處理模塊，用于對所述一維脈壓數據進行包絡對齊處理，確定包絡對齊處理后的脈壓數據；轉動相位-時間關系確定模塊，用于根據所述包絡對齊處理后的脈壓數據確定雙基地角在轉動相位上隨時間變化的轉動相位-時間關系；變化速率以及變化倍數確定模塊，用于根據所述轉動相位-時間關系確定對成像有干擾的轉動相位項對慢時間的變化速率以及對成像有干擾的轉動相位項對慢時間的變化倍數；待測目標的雙基地ISAR自聚焦二維圖像確定模塊，用于根據變化速率以及所述變化倍數對所述雙基地角的時變進行補償，直至關于所述雙基地角的時變的泰勒公式內的高階相位項歸零，確定所述待測目標的雙基地ISAR自聚焦二維圖像。可選的，還包括：轉動相位項二階泰勒公式確定模塊，用于利用二階泰勒公式將所述轉動相位-時間關系展開，確定轉動相位項二階泰勒公式。可選的，所述轉動相位-時間關系確定模塊具體包括：轉動相位項的階數和系數確定單元，用于利用離散多項式相位變換方法估計轉動相位項二階泰勒公式內轉動相位項的階數和系數；所述階數為對成像有干擾的轉動相位項對慢時間的變化速率，所述系數為對成像有干擾的轉動相位項對慢時間的變化倍數。可選的，所述轉動相位項的階數和系數確定單元具體包括：所述包絡對齊處理后的脈壓數據包括多個距離單元；所述距離單元為快時間域內的待測目標距離采樣數；方位壓縮子單元，用于從第一個距離單元開始逐個完成所有所述距離單元的方位壓縮，并用N表示距離單元數；轉動相位項的階數和系數確定子單元，用于令N＝1，對于第N個距離單元，將所述第N個距離單元的方位向回波利用泰勒公式進行三階展開，并基于離散多項式相位變換方法估計高階相位項的定階參數、二階參數以及三階參數，確定轉動相位項的階數和系數。可選的，還包括：三次高階項補償子單元，用于在進行定階參數及高階參數估計的過程中，先估計三階參數并完成三次高階項的補償；二次項補償子單元，用于在完成三階項補償的基礎上，進行二階參數的估計并完成二次項補償；相位補充子單元，用于完成二次項補償之后，所述第N個距離單元的轉動相位項僅留下成像所需的線性相位項，完成對所述第N個距離單元的相位補償；第一判斷子單元，用于判斷所述N是否已達到所有距離單元總數，得到第一判斷結果；待測目標的雙基地ISAR自聚焦二維圖像子單元，用于若所述第一判斷結果表示為所述N已達到所有距離單元總數，確定所述待測目標的雙基地ISAR自聚焦二維圖像；返回子單元，用于若所述第一判斷結果表示為所述N未達到所有距離單元總數，將N加上1，并返回至對所述一維脈壓數據進行包絡對齊處理，確定包絡對齊處理后的脈壓數據的步驟。根據本專利技術提供的具體實施例，本專利技術公開了以下技術效果：本專利技術提供了一種雙基地ISAR自聚焦二維圖像成像方法及系統，在完成自聚焦的過程中，沒有將雙基地角假定為恒定不變，而是將雙基地角的時變用高階多項式建模并完成補償，解決了高次相位項影響自聚焦精度的問題，提高了聚焦精度，更符合雙基地成像的實際條件，因此，本專利技術提供的雙基地ISAR自聚焦二維圖像成像方法及系統能適用于雙基地角時變條件下的二維ISAR成像，解決了雙基地角時變帶來的圖像對比度下降，圖像模糊問題。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種雙基地ISAR自聚焦二維圖像成像方法，其特征在于，包括：利用匹配濾波法，對待測目標的基頻回波脈沖進行壓縮，獲取一維脈壓數據；對所述一維脈壓數據進行包絡對齊處理，確定包絡對齊處理后的脈壓數據；根據所述包絡對齊處理后的脈壓數據確定雙基地角在轉動相位上隨時間變化的轉動相位?時間關系；根據所述轉動相位?時間關系確定對成像有干擾的轉動相位項對慢時間的變化速率以及對成像有干擾的轉動相位項對慢時間的變化倍數；根據變化速率以及所述變化倍數對所述雙基地角的時變進行補償，直至關于所述雙基地角的時變的泰勒公式內的高階相位項歸零，確定所述待測目標的雙基地ISAR自聚焦二維圖像。

【技術特征摘要】
1.一種雙基地ISAR自聚焦二維圖像成像方法，其特征在于，包括：利用匹配濾波法，對待測目標的基頻回波脈沖進行壓縮，獲取一維脈壓數據；對所述一維脈壓數據進行包絡對齊處理，確定包絡對齊處理后的脈壓數據；根據所述包絡對齊處理后的脈壓數據確定雙基地角在轉動相位上隨時間變化的轉動相位-時間關系；根據所述轉動相位-時間關系確定對成像有干擾的轉動相位項對慢時間的變化速率以及對成像有干擾的轉動相位項對慢時間的變化倍數；根據變化速率以及所述變化倍數對所述雙基地角的時變進行補償，直至關于所述雙基地角的時變的泰勒公式內的高階相位項歸零，確定所述待測目標的雙基地ISAR自聚焦二維圖像。2.根據權利要求1所述的雙基地ISAR自聚焦二維圖像成像方法，其特征在于，所述根據所述包絡對齊處理后的脈壓數據確定雙基地角在轉動相位上隨時間變化的轉動相位-時間關系之后，還包括：利用二階泰勒公式將所述轉動相位-時間關系展開，確定轉動相位項二階泰勒公式。3.根據權利要求2所述的雙基地ISAR自聚焦二維圖像成像方法，其特征在于，所述根據所述轉動相位-時間關系確定對成像有干擾的轉動相位項對慢時間的變化速率以及對成像有干擾的轉動相位項對慢時間的變化倍數，具體包括：利用離散多項式相位變換方法估計轉動相位項二階泰勒公式內轉動相位項的階數和系數；所述階數為對成像有干擾的轉動相位項對慢時間的變化速率，所述系數為對成像有干擾的轉動相位項對慢時間的變化倍數。4.根據權利要求3所述的雙基地ISAR自聚焦二維圖像成像方法，其特征在于，所述利用離散多項式相位變換方法估計轉動相位項二階泰勒公式內轉動相位項的階數和系數，具體包括：所述包絡對齊處理后的脈壓數據包括多個距離單元；所述距離單元為快時間域內的待測目標距離采樣數；從第一個距離單元開始逐個完成所有所述距離單元的方位壓縮，并用N表示距離單元數；令N＝1，對于第N個距離單元，將所述第N個距離單元的方位向回波利用泰勒公式進行三階展開，并基于離散多項式相位變換方法估計高階相位項的定階參數、二階參數以及三階參數，確定轉動相位項的階數和系數。5.根據權利要求4所述的雙基地ISAR自聚焦二維圖像成像方法，其特征在于，所述基于離散多項式相位變換方法估計高階相位項的定階參數、二階參數以及三階參數，確定轉動相位項的階數和系數之后，還包括：在進行定階參數及高階參數估計的過程中，先估計三階參數并完成三次高階項的補償；在完成三階項補償的基礎上，進行二階參數的估計并完成二次項補償；完成二次項補償之后，所述第N個距離單元的轉動相位項僅留下成像所需的線性相位項，完成對所述第N個距離單元的相位補償；判斷所述N是否已達到所有距離單元總數，得到第一判斷結果；若所述第一判斷結果表示為所述N已達到所有距離單元總數，確定所述待測目標的雙基地ISAR自聚焦二維圖像；若所述第一判斷結果表示為所述N未達到所有距離單元總數，將N加上1，并返回至對所述一維脈壓數據進行包絡對齊處理，確定包絡對齊處理后的脈壓數據的步驟。6.一種雙基地ISAR自聚焦二維圖像成像系統，其特征...

【專利技術屬性】
技術研發人員：韓寧，王立兵，溫習，袁媛，宋祥君，牛剛，郭曉冉，童俊，杜敏杰，高婕，張樂，連云峰，呂萌，徐敬青，閆云斌，郭寶鋒，史林，
申請(專利權)人：中國人民解放軍六三九零八部隊，
類型：發明
國別省市：河北,13