基於順軌幹涉sar測量海面流場徑向速度的方法
2023-08-09 12:03:51
基於順軌幹涉sar測量海面流場徑向速度的方法
【專利摘要】本發明提供了一種基於順軌幹涉SAR測量海面流場徑向速度的方法。該方法利用在順軌方向設置的三幅天線獲取三種不同幹涉時間的幹涉相位，從而可以估算幹涉測流中速度偏差的高階項係數，進而可以校正幹涉測量速度偏差，得到準確海面流場徑向速度。
【專利說明】基於順軌幹涉SAR測量海面流場徑向速度的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及幹涉孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar,簡稱SAR)【技術領域】,尤其涉及一種基於順軌幹涉SAR測量海面流場徑向速度的方法。
【背景技術】
[0002]合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar,簡稱SAR)是以微波譜段的電磁波作為探測載體，藉助合成孔徑實現對觀測對象的高精度二維成像的信息獲取技術。與傳統光學成像相比，SAR具有遠距探測、全天時、全天候的工作優點。
[0003]檢測目標徑向移動速度是合成孔徑雷達的重要應用之一。圖1為現有技術基於順軌幹涉SAR測量運動目標徑向移動速度的示意圖。請參照圖1，在順軌幹涉SAR中，沿平臺運行方向前後設置兩天線，兩天線之間的基線長度為B，其中一個天線發射，兩個天線同時接收。利用兩個接收天線接收信號的時間差來計算運動目標的徑向運動速度。
[0004]對於同一個場景，兩個天線各成一次像，但存在一個時間差
【權利要求】
1.一種基於順軌幹涉SAR測量海面流場徑向速度的方法，其特徵在於，包括: 步驟A，在飛行平臺的下方沿飛行方向設置N個天線，兩兩基線長度互不相等，該基線長度為兩天線之間的距離； 步驟B，由所述N個天線中任一天線發射SAR信號，N個天線對同一海面場景同時獲取N幅SAR回波數據:Q1、Q2、……、Qn; 步驟C，將所述N幅SAR回波數據兩兩之間進行幹涉處理和多視處理，獲取幹涉延遲時間τ u所對應的幹涉相位數據(Di j，其中:
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述N= 3、4或5。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述N= 3 ； 所述步驟C包括:獲取幹涉時間τ1>2所對應的幹涉相位數據①^㈠幹涉時間τ1>3所對應的幹涉相位數據O1,3和幹涉時間τ2,3所對應的幹涉相位數據Φ2 3; 所述步驟D中，所述幹涉相位Φ的5階泰勒展開式如下:
4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述三個天線的設置位置滿足:
0.4 < B1j2/B2j3 < 0.6 或者 0.4 < B2VBli2 < 0.6 其中，Bu2為天線I和天線2之間的基線長度；B2,3為天線2和天線3之間的基線長度。
5.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述步驟C包括: 子步驟Cl，對三幅SAR回波數據兩兩之間進行幹涉處理，得到3幅共軛幹涉復圖像數據:Q^QyQZQ3 和 QA3 ； 子步驟C2，對進行幹涉處理後的共軛幹涉復圖像數據(^Q2、Q2*Q3和Q1W3進行多視處理，得到三個幹涉相位數據Φ1>2、Φ2,3、O1,3:
6.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，所述幹涉處理中包括順軌幹涉SAR中的殘餘交規分量去除、空間配準操作。
7.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述N= 4 ； 所述步驟C包括:獲取幹涉時間τ1>2所對應的幹涉相位數據①^㈠幹涉時間τ1>3所對應的幹涉相位數據O1,3;幹涉時間工^所對應的幹涉相位數據①^「幹涉時間τ2,3所對應的幹涉相位數據02,3;幹涉時間12,4所對應的幹涉相位數據02,4;幹涉時間τ3,4所對應的幹涉相位數據Φ3,4 ; 所述步驟D中，所述幹涉相位Φ的11階泰勒展開式如下:
8.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述四個天線的設置位置滿足:
. 0.4 < B1j2/B2j3 < 0.6,0.4 < B2,3/B3,4 < 0.6 或者0.4 < B2VBu2 < 0.6,0.4 < B3,4/B2,3 <0.6其中，Bli2為天線I和天線2之間的基線長度；B2,3為天線2和天線3之間的基線長度；B3,4為天線3和天線4之間的基線長度。
9.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述步驟C包括: 子步驟Cl，對四幅SAR回波數據兩兩之間進行幹涉處理，得到六幅共軛幹涉復圖像數據=Q1iQ2、Q1iQ3 > Q1iQ4 > Q2*Q3> Q2*Q4 和 Q3*Q4; 子步驟C2，對進行幹涉處理後的共軛幹涉復圖像數據Q1iQ3^ Q1iQ4> Q2*Q3> Q2*Q4和Q3*Q4 ;得到六個幹涉相位數據 O1,2、Φι,3> Φι,4> φ2,3、Φ2,4> Φ3>4:
10.根據權利要求1至9中任一項所述的方法，其特徵在於: 所述飛行平臺為飛機或飛艇，所述基線長度的取值範圍為:L波段:5~30米；C波段:I~6米；X波段:0.5~3米；或 所述飛行平臺為衛星，所述基線長度的取值範圍為:波段:200~1500米；C波段:50~200米；X波段:15~100米。
【文檔編號】G01S13/90GK103630903SQ201310352793
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年8月14日 優先權日:2013年8月14日
【發明者】王小青, 種勁松 申請人:中國科學院電子學研究所