基于非均匀快速傅里叶变换的SAR方位向运动补偿算法.pdf

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1、第36卷第5期电子与信息学报、b1．36No．52014年5月JournalofElectronics&InformationTechnologyMay2014基于非均匀快速傅里叶变换的SAR方位向运动补偿算法邢涛李军王冠勇∞胡庆荣f北京无线电测量研究所北京1008541(西安电子科技大学雷达信号处理重点实验室西安710071)摘要：沿航向的非匀速运动对SAR成像质量有很大影响，而运动补偿后SAR图像存在几何形变，影响子图像拼接和多波段SAR图像融合。当沿航向速度误差较大时，实图像域插值校正后图像残留的几何形

2、变不能忽略。基于上述问题，该文提出一种基F非均匀傅里叶变换的SAR方位向运动补偿算法，算法直接对方位向的非均匀数据进行非均匀快速傅里叶变换(NUFFT)。该算法的定位误差和几何形变比实图像域插值校正几何形变算法小1到2个数量级，对沿航向速度误差有很强的鲁棒性，补偿后数据的幅度和相位信息都得以保留。SAR仿真和实测数据验证了该算法的有效性。关键词：合成孔径雷达；运动补偿；几何形变校正；非均匀快速傅里叶变换中图分类号：TN958文献标识码：A文章编号：1009—5896(2014)05—1023—07DOI：10

3、．3724／SP．J．1146．2013．00969AnAlong-trackMotionCompensationAlgorithmBasedonNon-UniformFastFourierTransformfNUFFT)f0rSARXingTao。LiJun②WangGuan—yong①HuQing-rong①(BeijingInstituteofRadioMeasurement，Beijing100854，China)(NationalLaboratoryofRadarSignalProcessing，X

4、idianUniversity，’an710071，China)Abstract：Thenon-equispacedalong—trackmotionhasseriousimpactonSARimaging．TheSARimagesaregeometricdistortedafterthealong-trackmotioncompensation，whichmayimpairthequalityofthesub—imageconnectionandthemulti·spectralSARimagefusion

5、．Whenthealong-trackvelocityerrorislargetheremainedgeometricdistortionaftertheinterpolationgeometricdistortioncorrectioncannotbeignored．Inthispaper，aSARmotioncompensationalgorithmispresentedbasedonNon—UniformFastFourierTransform(NUFFT)directlytotheazimuthnon

6、—equispaceddata．Thealgorithmhas1to2quantitativereductioninlocationerrorandgeometricdistortionthaninterpolationgeometricdistortioncorrectionalgorithmandhashighrobustnessonalong-traA~kvelocityerror．Atthesametimejtheamplitudeandphaseinformationcanbothbesavedba

7、sedontheproposedalgorithm．TheresultsoftheNUFFTcompensationforsimulateddataandtherealSARdataverifytheeffectivenessoftheproposedalgorithm．Keywords：SAR；Motioncompensation；Geometricdistortioncorrection；Non—UniformFastFourierTransform(NUFFT)1引言置上采集到的数据插值到均匀位置上。实

8、时调整雷达重复频率增加了设备的复杂度和成本；对数据复SAR成像要求雷达天线相位中心匀速直线运数插值运算量大，并且存在一定的插值误差。针对动。在实际应用中，受载机本身误差和外界大气环上面两种解决办法的不足，文献『31提出了一种沿航境等多种因素制约，天线相位中心沿航向的前进速向运动误差补偿方法，这种方法对沿航向运动误差度是时变的，这种时变运动对成像质量的影响很大[112J，因而沿航向运动补偿是卜分必要。