CN108363056B - 一种多频点干涉成像方法及*** - Google Patents

一种多频点干涉成像方法及*** Download PDF

Info

Publication number
CN108363056B
CN108363056B CN201810073167.9A CN201810073167A CN108363056B CN 108363056 B CN108363056 B CN 108363056B CN 201810073167 A CN201810073167 A CN 201810073167A CN 108363056 B CN108363056 B CN 108363056B
Authority
CN
China
Prior art keywords
scattering center
interference
ith
frequency point
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810073167.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108363056A (zh
Inventor
李飞
菅毛
肖凯凯
刘丹
刘志峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pinghu Space Perception Laboratory Technology Co ltd
Beijing Institute of Radio Measurement
Original Assignee
Beijing Institute of Radio Measurement
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Institute of Radio Measurement filed Critical Beijing Institute of Radio Measurement
Priority to CN201810073167.9A priority Critical patent/CN108363056B/zh
Publication of CN108363056A publication Critical patent/CN108363056A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108363056B publication Critical patent/CN108363056B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/89—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S13/90—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging using synthetic aperture techniques, e.g. synthetic aperture radar [SAR] techniques
    • G01S13/9021—SAR image post-processing techniques
    • G01S13/9023—SAR image post-processing techniques combined with interferometric techniques
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/89—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S13/90—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging using synthetic aperture techniques, e.g. synthetic aperture radar [SAR] techniques
    • G01S13/9094—Theoretical aspects
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/41—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section
    • G01S7/418—Theoretical aspects

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种多频点干涉成像方法及***，涉及空间探测领域。该方法包括：在N个检测位置分别获取在M个频点条件下目标的第i个散射中心的K个回波信号；计算在第m个频点条件下，在N个检测位置获取的第i个散射中心的全部回波信号进行干涉得到的干涉相位值；根据得到的第i个散射中心的全部干涉相位值，得到第i个散射中心的方位维度坐标；根据得到的全部散射中心的方位维度坐标，得到目标的图像。本发明提供的一种多频点干涉成像方法及***，能够得到检测的目标的全部散射中心的方位维度坐标，进而实现得到高轨目标或同步轨道目标的二维图像。

Description

一种多频点干涉成像方法及***
技术领域
本发明涉及空间探测领域，尤其涉及一种多频点干涉成像方法及***。
背景技术
随着航天技术的发展，卫星等天基***对国家军事和安全起到了越来越重要的作用。在高轨空间中，运行着大量高价值的卫星，因此，对高轨目标或者同步轨道目标的监视十分重要。
由于同步轨道或者高轨目标距离地面观测点较远，且同步轨道目标相对于地球基本静止，传统的ISAR成像方法无法对同步轨道目标二维成像。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种多频点干涉成像方法及***。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种多频点干涉成像方法，包括：
在N个检测位置分别获取在M个频点条件下目标的第i个散射中心的K个回波信号，其中，i的取值为从1至I，I为散射中心的数量，N≥2，M≥2，K＝N*M；
计算在第m个频点条件下，在N个所述检测位置获取的所述第i个散射中心的全部回波信号进行干涉得到的干涉相位值，m的取值为从1至M；
根据得到的所述第i个散射中心的全部干涉相位值，得到所述第i个散射中心的方位维度坐标；
根据得到的全部散射中心的所述方位维度坐标，得到所述目标的图像。
本发明的有益效果是：本发明提供的一种多频点干涉成像方法，通过在不同的位置获取多个频点条件下的各散射中心的回波信号，并对各频点条件下的不同位置获取的回波信号进行干涉处理，能够得到检测的目标的全部散射中心的方位维度坐标，进而实现得到高轨目标或同步轨道目标的二维图像。同时，相比于单频点干涉测量方法，能够提高测量的准确度，解决了单频点干涉测量方法中的相位模糊问题，能够提高二维图像的成像质量。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步地，所述在N个检测位置分别获取在M个频点条件下目标的第i个散射中心的K个回波信号之前，还包括：
向所述目标发射宽带信号，以使所述目标的I个散射中心产生回波信号。
进一步地，所述计算在第m个频点条件下，在N个所述检测位置获取的所述第i个散射中心的全部回波信号进行干涉得到的干涉相位值，m的取值为从1至M，具体包括：
对所述第i个散射中心的第k个回波信号进行处理，得到所述第i个散射中心与所述第k个回波信号对应的检测位置的距离、获取所述第k个回波信号的时刻以及在所述时刻所述第k个回波信号的相位，k的取值为从1至K；
获取第m个频点条件的频点对应的波长；
根据所述距离、所述时刻、所述相位和所述波长，计算得到在第m个频点条件下，在N个所述检测位置获取的所述第i个散射中心的全部回波信号进行干涉得到的干涉相位值。
进一步地，所述根据所述距离、所述时刻、所述相位和所述波长，计算得到在第m个频点条件下，在N个所述检测位置获取的所述第i个散射中心的全部回波信号进行干涉得到的干涉相位值，具体包括：
根据所述距离、所述时刻、所述相位和所述波长，计算得到所述第i个散射中心的第k个回波信号的高分辨距离像；
对所述第i个散射中心在第m个频点条件下的全部高分辨率距离像进行干涉处理，得到在所述第m个频点条件下，所述第i个散射中心的第m个干涉相位值。
进一步地，所述根据得到的所述第i个散射中心的全部干涉相位值，得到所述第i个散射中心的方位维度坐标，具体包括：
根据预设的求差算法对得到的所述第i个散射中心的全部所述干涉相位值进行处理，得到所述第i个散射中心的干涉相位差值；
对所述第i个散射中心的干涉相位差值进行解模糊处理，使所述第i个散射中心的干涉相位差值与第i+1个或第i-1个散射中心的干涉相位差值之差小于预设值；
根据解模糊处理后的全部散射中心的所述干涉相位差值，得到所述目标的方位维度坐标。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过对得到的各散射中心的干涉相位值进行求差处理，并对各散射中心与相邻散射中心进行解模糊处理，解决了现有的单频点干涉测量方法中的相位模糊问题，能够获得准确的干涉测量结果，实现了对散射点方位维度坐标的正确计算，能够提高成像的准确度，当目标散射点分布不满足奈奎斯特采样定律时也能够获得准确的散射点方位维度坐标。
本发明解决上述技术问题的另一种技术方案如下：
一种多频点干涉成像***，包括：处理装置和N个获取装置，N≥2，其中：
N个所述获取装置设置在不同的检测位置，分别用于获取在M个频点条件下目标的第i个散射中心的K个回波信号，其中，i的取值为从1至I，I为散射中心的数量，M≥2，K＝N*M；
所述处理装置用于计算在第m个频点条件下，N个所述获取装置获取的所述第i个散射中心的全部回波信号进行干涉得到的干涉相位值，并根据得到的所述第i个散射中心的全部干涉相位值，得到所述第i个散射中心的方位维度坐标，并根据得到的全部散射中心的所述方位维度坐标，得到所述目标的图像，m的取值为从1至M。
本发明的有益效果是：本发明提供的一种多频点干涉成像***，通过在不同的位置获取多个频点条件下的各散射中心的回波信号，并对各频点条件下的不同位置获取的回波信号进行干涉处理，能够得到检测的目标的全部散射中心的方位维度坐标，进而实现得到高轨目标或同步轨道目标的二维图像。同时，相比于单频点干涉测量方法，能够提高测量的准确度，解决了单频点干涉测量方法中的相位模糊问题，能够提高二维图像的成像质量。
进一步地，还包括：
发射装置，所述发射装置用于向所述目标发射宽带信号，以使所述目标的I个散射中心产生回波信号。
进一步地，所述处理装置具体用于对所述第i个散射中心的第k个回波信号进行处理，得到所述第i个散射中心与所述第k个回波信号对应的检测位置的距离、获取所述第k个回波信号的时刻以及在所述时刻所述第k个回波信号的相位，并计算第m个频点条件的频点对应的波长，并根据所述距离、所述时刻、所述相位和所述波长，计算得到在第m个频点条件下，在N个所述检测位置获取的所述第i个散射中心的全部回波信号进行干涉得到的干涉相位值，k的取值为从1至K。
进一步地，所述处理装置具体用于根据所述距离、所述时刻、所述相位和所述波长，计算得到所述第i个散射中心的第k个回波信号的高分辨距离像，并对所述第i个散射中心在第m个频点条件下的全部高分辨率距离像进行干涉处理，得到在所述第m个频点条件下，所述第i个散射中心的第m个干涉相位值。
进一步地，所述处理装置具体用于根据预设的求差算法对得到的所述第i个散射中心的全部所述干涉相位值进行处理，得到所述第i个散射中心的干涉相位差值，并对所述第i个散射中心的干涉相位差值进行解模糊处理，使所述第i个散射中心的干涉相位差值与第i+1个或第i-1个散射中心的干涉相位差值之差小于预设值，并根据解模糊处理后的全部散射中心的所述干涉相位差值，得到所述目标的方位维度坐标。
本发明附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明实践了解到。
附图说明
图1为本发明一种多频点干涉成像方法的一个实施例提供的流程示意图；
图2为本发明一种多频点干涉成像方法的另一实施例提供的流程示意图；
图3为本发明一种多频点干涉成像***的一个实施例提供的结构框架图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，为本发明一种多频点干涉成像方法的一个实施例提供的流程示意图，该方法包括：
S1，在N个检测位置分别获取在M个频点条件下目标的第i个散射中心的K个回波信号，其中，i的取值为从1至I，I为散射中心的数量，N≥2，M≥2，K＝N*M。
需要说明的是，这N个检测位置可以根据实际需求设置，并且这N个检测位置指的是彼此具有一定距离的不同的位置，通常为了得到良好的成像效果，这N个检测位置通常彼此相距较远。
具体地，可以通过在这N个不同的检测位置布置天线，通过天线接收或获取回波信号。M个频点条件也可以根据实际需求设置，频点的数量、每个频点对应额频率值等，都可以根据实际需求设置。例如，频点的频率可以分别为15GHz、15.1GHz、15.2GHz等。
例如，N可以为3，M也可以为3，那么对于某个目标的任意一个散射中心来说，在位置A获取该散射中心的回波信号时，可以分别在频点1、频点2和频点3这3个频点条件下获取该散射中心返回的3个回波信号，并可以分别在位置B和位置C获取这3个频点条件下该散射中心返回的3个回波信号，共计9个回波信号。
对于获取回波信号的目标来说，根据其体积大小，其通常会有多个散射中心，对于每个散射中心，都进行相同的处理。
S2，计算在第m个频点条件下，在N个检测位置获取的第i个散射中心的全部回波信号进行干涉得到的干涉相位值，m的取值为从1至M。
例如，当N为2，M也为2时，那么对于某个目标的任意一个散射中心来说，可以计算在频点1的条件下，在位置A和位置B获取的两个回波信号进行干涉得到的干涉相位值；并计算在频点2的条件下，在位置A和位置B获取的两个回波信号进行干涉得到的干涉相位值。
同样地，对于每个散射中心，都进行相同的处理。
S3，根据得到的第i个散射中心的全部干涉相位值，得到第i个散射中心的方位维度坐标。
需要说明的是，可以根据预存的方位维度坐标算法，根据各位置与目标间的距离、各频点对应的波长等参数，计算得到方位维度坐标。
例如，可以首先计算各位置与目标之间距离的第一平均值，再计算各位置之间距离的第二平均值，再根据预存的求差算法求解出该散射中心的干涉相位差值，再根据预存的求差算法求解出各频点对应的波长的波长差值，再将第一平均值、干涉相位差值与各频点对应的波长相乘，得到第一参数，再将第二平均值、波长差值与预设的系数相乘，得到第二参数，将第一参数与第二参数的比值作为该散射中心的方位维度坐标。
同样地，对于每个散射中心，都进行相同的处理。
S4，根据得到的全部散射中心的方位维度坐标，得到目标的图像。
本实施例提供的一种多频点干涉成像方法，通过在不同的位置获取多个频点条件下的各散射中心的回波信号，并对各频点条件下的不同位置获取的回波信号进行干涉处理，能够得到检测的目标的全部散射中心的方位维度坐标，进而实现得到高轨目标或同步轨道目标的二维图像。同时，相比于单频点干涉测量方法，能够提高测量的准确度，解决了单频点干涉测量方法中的相位模糊问题，能够提高二维图像的成像质量。
如图2所示，为本发明一种多频点干涉成像方法的另一实施例提供的流程示意图，该方法包括：
S1，在N个检测位置分别获取在M个频点条件下目标的第i个散射中心的K个回波信号，其中，i的取值为从1至I，I为散射中心的数量，N≥2，M≥2，K＝N*M。
需要说明的是，这N个检测位置可以根据实际需求设置，并且这N个检测位置指的是彼此具有一定距离的不同的位置，具体地，可以通过在这N个不同的检测位置布置天线，通过天线接收或获取回波信号。M个频点条件也可以根据实际需求设置，频点的数量、每个频点对应额频率值等，都可以根据实际需求设置。
例如，N可以为3，M也可以为3，那么对于某个目标的任意一个散射中心来说，在位置A获取该散射中心的回波信号时，可以分别在频点1、频点2和频点3这3个频点条件下获取该散射中心返回的3个回波信号，并可以分别在位置B和位置C获取这3个频点条件下该散射中心返回的3个回波信号，共计9个回波信号。
对于获取回波信号的目标来说，根据其体积大小，其通常会有多个散射中心，对于每个散射中心，都进行相同的处理。
优选地，在步骤S1之前，还可以包括：
S0，向目标发射宽带信号，以使目标的I个散射中心产生回波信号。
S2，计算在第m个频点条件下，在N个检测位置获取的第i个散射中心的全部回波信号进行干涉得到的干涉相位值，m的取值为从1至M。
例如，当N为2，M也为2时，那么对于某个目标的任意一个散射中心来说，可以计算在频点1的条件下，在位置A和位置B获取的两个回波信号进行干涉得到的干涉相位值。并计算在频点2的条件下，在位置A和位置B获取的两个回波信号进行干涉得到的干涉相位值。
同样地，对于每个散射中心，都进行相同的处理。
优选地，步骤S2中，具体可以包括：
S21，对第i个散射中心的第k个回波信号进行处理，得到第i个散射中心与第k个回波信号对应的检测位置的距离、获取第k个回波信号的时刻以及在时刻第k个回波信号的相位，k的取值为从1至K。
需要说明的是，第i个散射中心与第k个回波信号对应的检测位置的距离，指的是，该散射中心与获取该回波信号的检测位置的距离，例如，假设第1个回波信号是在位置A获取的，那么对于第1个回波信号来说，位置A与该散射中心的距离为a，第2个回波信号是在位置B获取的，那么对于第2个回波信号来说，位置B与该散射中心的距离为b。
需要说明的是，获取各个回波信号的时刻应该是相同的。
S22，获取第m个频点条件的频点对应的波长。
需要说明的是，当知道频点所对应的频率后，再根据回波信号的种类，就可以得到该频点的频率所对应的波长了。
S23，根据距离、时刻、相位和波长，计算得到在第m个频点条件下，在N个检测位置获取的第i个散射中心的全部回波信号进行干涉得到的干涉相位值。
例如，可以根据距离、时刻、相位和波长建立每个回波信号的回波方程，通过对每个回波信号的回波方程进行共轭处理和取相位处理，得到干涉相位值。
优选地，步骤S23中，具体可以包括：
根据距离、时刻、相位和波长，计算得到第i个散射中心的第k个回波信号的高分辨距离像。
对第i个散射中心在第m个频点条件下的全部高分辨率距离像进行干涉处理，得到在第m个频点条件下，第i个散射中心的第m个干涉相位值。
S3，根据得到的第i个散射中心的全部干涉相位值，得到第i个散射中心的方位维度坐标。
需要说明的是，可以根据预存的方位维度坐标算法，根据各位置与目标间的距离、各频点对应的波长等参数，计算得到方位维度坐标。
例如，可以首先计算各位置与目标之间距离的第一平均值，再计算各位置之间距离的第二平均值，再根据预存的求差算法求解出该散射中心的干涉相位差值，再根据预存的求差算法求解出各频点对应的波长的波长差值，再将第一平均值、干涉相位差值与各频点对应的波长相乘，得到第一参数，再将第二平均值、波长差值与预设的系数相乘，得到第二参数，将第一参数与第二参数的比值作为该散射中心的方位维度坐标。
同样地，对于每个散射中心，都进行相同的处理。
优选地，步骤S3中，具体可以包括：
S31，根据预设的求差算法对得到的第i个散射中心的全部干涉相位值进行处理，得到第i个散射中心的干涉相位差值。
例如，当频点设置为2个时，那么干涉相位值也为2个，此时预设的求差算法可以为将两个干涉相位值做差，得到该散射中心的干涉相位差值。
又例如，当频点设置为多个时，那么干涉相位值也为多个，可以任取两个干涉相位值做差，得到该散射中心的干涉相位差值，进行后续相应的处理后，得到该干涉相位差值对应的方位维度坐标，然后再选取其他的干涉相位值做差，得到多个方位维度坐标，然后再对多个方位维度坐标进行取平均处理，得到目标的方位维度坐标。
S32，对第i个散射中心的干涉相位差值进行解模糊处理，使第i个散射中心的干涉相位差值与第i+1个或第i-1个散射中心的干涉相位差值之差小于预设值。
需要说明的是，当i为1时，那么只需要保证i为1的散射中心的干涉相位差值与第i+1个散射中心的干涉相位差值之差小于预设值即可，当i为I时，那么只需要保证i为I的散射中心的干涉相位差值与第i-1个散射中心的干涉相位差值之差小于预设值即可。
例如，可以将各散射中心的干涉相位差值分别与下一个散射中心的干涉相位差值做差，并判断差值是否小于预设值。
需要说明的是，解模糊的具体操作可以为判断各散射中心与相邻散射中心的干涉相位差值之差是否小于预设值，当否是，将该散射中心的干涉相位差值减去一个预设差值，以解模糊。例如，预设差值可以为2π。
需要说明的是，预设值可以根据实际需要设置。
优选地，预设值可以为2π，能够使解模糊的效果最好。
S33，根据解模糊处理后的全部散射中心的干涉相位差值，得到目标的方位维度坐标。
S4，根据得到的全部散射中心的方位维度坐标，得到目标的图像。
下面以一个具体的例子进行说明，为了获取某卫星的二维图像，在t0时刻，分别在位置A和位置B两处设置的天线中，分别在频点1和频点2的条件下获取了I个散射中心的回波信号，下面据此计算该卫星的二维图像。
获取的回波信号可以分别表示为SiA1(T0)、SiB1(T0)、SiA2(T0)和SiB2(T0)，分别表示在位置A、频点1、t0时刻获取的第i个散射中心的回波信号，在位置B、频点1、t0时刻获取的第i个散射中心的回波信号，在位置A、频点2、t0时刻获取的第i个散射中心的回波信号，在位置B、频点2、t0时刻获取的第i个散射中心的回波信号，其中，i的取值范围为从1取到I，I为散射中心的数量。
其中：
Figure BDA0001558707940000111
Figure BDA0001558707940000112
Figure BDA0001558707940000113
Figure BDA0001558707940000114
其中，i＝1，2，….，I，σA、σB为目标在天线A、天线B两处的反射系数，ε1A(t0)与ε1B(t0)为天线A、天线B在频点1条件下t0时刻的***相位，ε2A(t0)与ε2B(t0)为天线A、天线B在频点2条件下t0时刻的***相位，散射中心i到天线A、天线B的距离分别为RiA和RiB，λ1、λ2分别为频点1与频点2对应的波长。
对于频点1，将天线A和天线B获取的回波信号进行干涉，对于频点2，将天线A和天线B获取的回波信号进行干涉，可以通过以下公式得到频点1条件下的干涉相位值
Figure BDA0001558707940000121
和频点2条件下的干涉相位值
Figure BDA0001558707940000122
Figure BDA0001558707940000123
Figure BDA0001558707940000124
其中，phase(·)表示取相位处理，(·)H表示复数共轭处理。
由于单频干涉相位存在模糊，目标散射特性不一定满足干涉相位的奈奎斯特采样定律，在此利用两个频点的干涉相位进行解模糊，然后求解该散射中心的方位维度坐标。
具体地，利用两个频点的干涉相位进行解模糊处理可以为：当
Figure BDA0001558707940000125
时，
Figure BDA0001558707940000126
当
Figure BDA0001558707940000127
时，
Figure BDA0001558707940000128
其中，
Figure BDA0001558707940000129
为干涉相位差值。
解模糊处理后，该散射中心的方位维度坐标x可以通过以下公式计算得到：
Figure BDA00015587079400001210
Figure BDA00015587079400001211
其中，D为天线A与天线B之间的距离。
本实施例提供的一种多频点干涉成像方法，通过在不同的位置获取多个频点条件下的各散射中心的回波信号，并对各频点条件下的不同位置获取的回波信号进行干涉处理，能够得到检测的目标的全部散射中心的方位维度坐标，进而实现得到高轨目标或同步轨道目标的二维图像。同时，相比于单频点干涉测量方法，能够提高测量的准确度，解决了单频点干涉测量方法中的相位模糊问题，能够提高二维图像的成像质量。
并通过对得到的各散射中心的干涉相位值进行求差处理，并对各散射中心与相邻散射中心进行解模糊处理，解决了现有的单频点干涉测量方法中的相位模糊问题，能够获得准确的干涉测量结果，实现了对散射点方位维度坐标的正确计算，能够提高成像的准确度，当目标散射点分布不满足奈奎斯特采样定律时也能够获得准确的散射点方位维度坐标。
如图3所示，为本发明一种多频点干涉成像***的一个实施例提供的结构框架图，该***包括：处理装置1和N个获取装置2，N≥2，其中：
N个获取装置2设置在不同的检测位置，分别用于获取在M个频点条件下目标的第i个散射中心的K个回波信号，其中，i的取值为从1至I，I为散射中心的数量，M≥2，K＝N*M。
优选地，获取装置2可以为天线。
处理装置1用于计算在第m个频点条件下，N个获取装置2获取的第i个散射中心的全部回波信号进行干涉得到的干涉相位值，并根据得到的第i个散射中心的全部干涉相位值，得到第i个散射中心的方位维度坐标，并根据得到的全部散射中心的方位维度坐标，得到目标的图像，m的取值为从1至M。
优选地，处理装置1可以为计算机。
优选地，还包括：
发射装置3，发射装置3用于向目标发射宽带信号，以使目标的I个散射中心产生回波信号。
优选地，处理装置1具体用于对第i个散射中心的第k个回波信号进行处理，得到第i个散射中心与第k个回波信号对应的检测位置的距离、获取第k个回波信号的时刻以及在时刻第k个回波信号的相位，并计算第m个频点条件的频点对应的波长，并根据距离、时刻、相位和波长，计算得到在第m个频点条件下，在N个检测位置获取的第i个散射中心的全部回波信号进行干涉得到的干涉相位值，k的取值为从1至K。
优选地，处理装置1具体用于根据距离、时刻、相位和波长，计算得到第i个散射中心的第k个回波信号的高分辨距离像，并对第i个散射中心在第m个频点条件下的全部高分辨率距离像进行干涉处理，得到在第m个频点条件下，第i个散射中心的第m个干涉相位值。
优选地，处理装置1具体用于根据预设的求差算法对得到的第i个散射中心的全部干涉相位值进行处理，得到第i个散射中心的干涉相位差值，并对第i个散射中心的干涉相位差值进行解模糊处理，使第i个散射中心的干涉相位差值与第i+1个或第i-1个散射中心的干涉相位差值之差小于预设值，并根据解模糊处理后的全部散射中心的干涉相位差值，得到目标的方位维度坐标。
本实施例提供的一种多频点干涉成像***，通过在不同的位置获取多个频点条件下的各散射中心的回波信号，并对各频点条件下的不同位置获取的回波信号进行干涉处理，能够得到检测的目标的全部散射中心的方位维度坐标，进而实现得到高轨目标或同步轨道目标的二维图像。同时，相比于单频点干涉测量方法，能够提高测量的准确度，解决了单频点干涉测量方法中的相位模糊问题，能够提高二维图像的成像质量。
并通过对得到的各散射中心的干涉相位值进行求差处理，并对各散射中心与相邻散射中心进行解模糊处理，解决了现有的单频点干涉测量方法中的相位模糊问题，能够获得准确的干涉测量结果，实现了对散射点方位维度坐标的正确计算，能够提高成像的准确度，当目标散射点分布不满足奈奎斯特采样定律时也能够获得准确的散射点方位维度坐标。
读者应理解，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种多频点干涉成像方法，其特征在于，包括：
在N个检测位置分别获取在M个频点条件下目标的第i个散射中心的K个回波信号，其中，i的取值为从1至I，I为散射中心的数量，N≥2，M≥2，K＝N*M；
计算在第m个频点条件下，在N个所述检测位置获取的所述第i个散射中心的全部回波信号进行干涉得到的干涉相位值，m的取值为从1至M；
根据预设的求差算法对得到的所述第i个散射中心的全部所述干涉相位值进行处理，得到所述第i个散射中心的干涉相位差值；
对所述第i个散射中心的干涉相位差值进行解模糊处理，使所述第i个散射中心的干涉相位差值与第i+1个或第i-1个散射中心的干涉相位差值之差小于预设值；
根据解模糊处理后的全部散射中心的所述干涉相位差值，得到所述目标的方位维度坐标；
根据得到的全部散射中心的所述方位维度坐标，得到所述目标的图像。
2.根据权利要求1所述的多频点干涉成像方法，其特征在于，所述在N个检测位置分别获取在M个频点条件下目标的第i个散射中心的K个回波信号之前，还包括：
向所述目标发射宽带信号，以使所述目标的I个散射中心产生回波信号。
3.根据权利要求1所述的多频点干涉成像方法，其特征在于，所述计算在第m个频点条件下，在N个所述检测位置获取的所述第i个散射中心的全部回波信号进行干涉得到的干涉相位值，m的取值为从1至M，具体包括：
对所述第i个散射中心的第k个回波信号进行处理，得到所述第i个散射中心与所述第k个回波信号对应的检测位置的距离、获取所述第k个回波信号的时刻以及在所述时刻所述第k个回波信号的相位，k的取值为从1至K；
获取第m个频点条件的频点对应的波长；
根据所述距离、所述时刻、所述相位和所述波长，计算得到在第m个频点条件下，在N个所述检测位置获取的所述第i个散射中心的全部回波信号进行干涉得到的干涉相位值。
4.根据权利要求3所述的多频点干涉成像方法，其特征在于，所述根据所述距离、所述时刻、所述相位和所述波长，计算得到在第m个频点条件下，在N个所述检测位置获取的所述第i个散射中心的全部回波信号进行干涉得到的干涉相位值，具体包括：
根据所述距离、所述时刻、所述相位和所述波长，计算得到所述第i个散射中心的第k个回波信号的高分辨距离像；
对所述第i个散射中心在第m个频点条件下的全部高分辨率距离像进行干涉处理，得到在所述第m个频点条件下，所述第i个散射中心的第m个干涉相位值。
5.一种多频点干涉成像***，其特征在于，包括：处理装置和N个获取装置，N≥2，其中：
N个所述获取装置设置在不同的检测位置，分别用于获取在M个频点条件下目标的第i个散射中心的K个回波信号，其中，i的取值为从1至I，I为散射中心的数量，M≥2，K＝N*M；
所述处理装置用于计算在第m个频点条件下，N个所述获取装置获取的所述第i个散射中心的全部回波信号进行干涉得到的干涉相位值，并根据预设的求差算法对得到的所述第i个散射中心的全部所述干涉相位值进行处理，得到所述第i个散射中心的干涉相位差值，并对所述第i个散射中心的干涉相位差值进行解模糊处理，使所述第i个散射中心的干涉相位差值与第i+1个或第i-1个散射中心的干涉相位差值之差小于预设值，并根据解模糊处理后的全部散射中心的所述干涉相位差值，得到所述目标的方位维度坐标，并根据得到的全部散射中心的所述方位维度坐标，得到所述目标的图像，m的取值为从1至M。
6.根据权利要求5所述的多频点干涉成像***，其特征在于，还包括：
发射装置，所述发射装置用于向所述目标发射宽带信号，以使所述目标的I个散射中心产生回波信号。
7.根据权利要求5所述的多频点干涉成像***，其特征在于，所述处理装置具体用于对所述第i个散射中心的第k个回波信号进行处理，得到所述第i个散射中心与所述第k个回波信号对应的检测位置的距离、获取所述第k个回波信号的时刻以及在所述时刻所述第k个回波信号的相位，并计算第m个频点条件的频点对应的波长，并根据所述距离、所述时刻、所述相位和所述波长，计算得到在第m个频点条件下，在N个所述检测位置获取的所述第i个散射中心的全部回波信号进行干涉得到的干涉相位值，k的取值为从1至K。
8.根据权利要求7所述的多频点干涉成像***，其特征在于，所述处理装置具体用于根据所述距离、所述时刻、所述相位和所述波长，计算得到所述第i个散射中心的第k个回波信号的高分辨距离像，并对所述第i个散射中心在第m个频点条件下的全部高分辨率距离像进行干涉处理，得到在所述第m个频点条件下，所述第i个散射中心的第m个干涉相位值。
CN201810073167.9A 2018-01-25 2018-01-25 一种多频点干涉成像方法及*** Active CN108363056B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810073167.9A CN108363056B (zh) 2018-01-25 2018-01-25 一种多频点干涉成像方法及***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810073167.9A CN108363056B (zh) 2018-01-25 2018-01-25 一种多频点干涉成像方法及***

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108363056A CN108363056A (zh) 2018-08-03
CN108363056B true CN108363056B (zh) 2020-08-18

Family

ID=63006925

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810073167.9A Active CN108363056B (zh) 2018-01-25 2018-01-25 一种多频点干涉成像方法及***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108363056B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101881831A (zh) * 2010-06-24 2010-11-10 中国人民解放军信息工程大学 基于差分滤波的多波段InSAR相位解缠方法
CN102621549A (zh) * 2011-10-14 2012-08-01 中国人民解放军国防科学技术大学 多基线/多频段干涉相位解缠频域快速算法
CN103885059A (zh) * 2014-01-26 2014-06-25 中国测绘科学研究院 一种多基线干涉合成孔径雷达三维重建方法
CN105676218A (zh) * 2016-01-08 2016-06-15 中国人民解放军国防科学技术大学 一种基于双频干涉的太赫兹雷达目标三维成像方法
RU2604355C1 (ru) * 2016-01-15 2016-12-10 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт точных приборов" Радиокомплекс для систем дистанционного зондирования земли, устанавливаемых на космические аппараты
CN106680796A (zh) * 2017-01-11 2017-05-17 中国人民解放军国防科学技术大学 基于频率干涉的平面全息阵列目标三维表面重构方法
CN106707281A (zh) * 2017-01-05 2017-05-24 北京航空航天大学 一种基于多频数据处理的机载D‑InSAR形变检测方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101881831A (zh) * 2010-06-24 2010-11-10 中国人民解放军信息工程大学 基于差分滤波的多波段InSAR相位解缠方法
CN102621549A (zh) * 2011-10-14 2012-08-01 中国人民解放军国防科学技术大学 多基线/多频段干涉相位解缠频域快速算法
CN103885059A (zh) * 2014-01-26 2014-06-25 中国测绘科学研究院 一种多基线干涉合成孔径雷达三维重建方法
CN105676218A (zh) * 2016-01-08 2016-06-15 中国人民解放军国防科学技术大学 一种基于双频干涉的太赫兹雷达目标三维成像方法
RU2604355C1 (ru) * 2016-01-15 2016-12-10 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт точных приборов" Радиокомплекс для систем дистанционного зондирования земли, устанавливаемых на космические аппараты
CN106707281A (zh) * 2017-01-05 2017-05-24 北京航空航天大学 一种基于多频数据处理的机载D‑InSAR形变检测方法
CN106680796A (zh) * 2017-01-11 2017-05-17 中国人民解放军国防科学技术大学 基于频率干涉的平面全息阵列目标三维表面重构方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Multifrequency InSAR Height Reconstruction Through Maximum Likelihood Estimation of Local Planes Parameters;Vito Pascazio, et al;《IEEE TRANSACTIONS ON IMAGE PROCESSING》;20021231;p1478-1489 *
多发多收干涉合成孔径雷达高程测量关键技术研究;刘楠;《中国博士学位论文全文数据库 信息科技辑》;20110315;第15-16、18-19页 *
干涉式逆合成孔径雷达三维成像技术研究;张群等;《电子与信息学报》;20010930;第890-891页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN108363056A (zh) 2018-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Budillon et al. Three-dimensional SAR focusing from multipass signals using compressive sampling
EP2452205B1 (en) Process for filtering interferograms obtained from sar images acquired on the same area
Tebaldini et al. Multibaseline polarimetric SAR tomography of a boreal forest at P-and L-bands
Suo et al. Improved InSAR phase noise filter in frequency domain
CN109752715B (zh) 一种sar数据全散射体探测方法及装置
Homer et al. High resolution 3-D imaging via multi-pass SAR
CA2787425C (en) Super-resolution imaging radar
CN113589287B (zh) 合成孔径雷达稀疏成像方法、装置、电子设备及存储介质
CN109765526A (zh) 一种基于空间谱的目标搜索方法及装置
CN117420550A (zh) 基于最大回波能量选取后向投影的穿墙雷达成像方法
CN108363056B (zh) 一种多频点干涉成像方法及***
Zhu et al. Sparse tomographic SAR reconstruction from mixed TerraSAR-X/TanDEM-X data stacks
CN110297243B (zh) 合成孔径雷达层析三维成像中的相位误差补偿方法及装置
Ge et al. Efficient near-field millimeter-wave sparse imaging technique utilizing one-bit measurements
CN115601278A (zh) 基于子图像配准的高精度运动误差补偿的方法
Wang et al. Investigation for the surface deformation of Tanggula Mountain permafrost using distributed scatterer INSAR
Zhang et al. A large width SAR image registration method based on the compelex correlation function
Fan et al. Demonstration of dual-channel TOPS SAR imaging with airborne C-band data
Wegmuller et al. EAS-ASAR integration in the interferometric point target analysis
Almutiry Wideband tomographic super-resolution radar image
Liu et al. Ultrashort-baseline persistent scatterer radar interferometry for subsidence detection
Garnier et al. Coherent interferometric imaging for synthetic aperture radar in the presence of noise
CN111708028A (zh) 基于多重分形谱的sar图像二次成像方法
Frey et al. Combining time-domain back-projection and Capon beamforming for tomographic SAR processing
Libao et al. Ground moving target indication for MIMO-SAR

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230616

Address after: 59F, 50 Yongding Road, Haidian District, Beijing 100854

Patentee after: BEIJING INSTITUTE OF RADIO MEASUREMENT

Patentee after: Pinghu Space Perception Laboratory Technology Co.,Ltd.

Address before: 100854 32nd floor, 50 Yongding Road, Haidian District, Beijing

Patentee before: BEIJING INSTITUTE OF RADIO MEASUREMENT