基于子空间正交的阵列干涉SAR系统相位中心位置定标方法

卜运成 王宇 张福博 冀广宇 陈龙永 梁兴东

卜运成, 王宇, 张福博, 冀广宇, 陈龙永, 梁兴东. 基于子空间正交的阵列干涉SAR系统相位中心位置定标方法[J]. 雷达学报, 2018, 7(3): 335-345. doi: 10.12000/JR18007
引用本文: 卜运成, 王宇, 张福博, 冀广宇, 陈龙永, 梁兴东. 基于子空间正交的阵列干涉SAR系统相位中心位置定标方法[J]. 雷达学报, 2018, 7(3): 335-345. doi: 10.12000/JR18007
Bu Yuncheng, Wang Yu, Zhang Fubo, Ji Guangyu, Chen Longyong, Liang Xingdong. Antenna Phase Center Calibration for Array InSAR System Based on Orthogonal Subspace[J]. Journal of Radars, 2018, 7(3): 335-345. doi: 10.12000/JR18007
Citation: Bu Yuncheng, Wang Yu, Zhang Fubo, Ji Guangyu, Chen Longyong, Liang Xingdong. Antenna Phase Center Calibration for Array InSAR System Based on Orthogonal Subspace[J]. Journal of Radars, 2018, 7(3): 335-345. doi: 10.12000/JR18007

基于子空间正交的阵列干涉SAR系统相位中心位置定标方法

doi: 10.12000/JR18007
基金项目: 国家部委基金
详细信息
    作者简介:

    卜运成(1991–),男,湖南人,电子科技大学学士,中国科学院电子学研究所博士研究生,主要研究方向为多通道合成孔径雷达3维成像、阵列干涉合成孔径雷达系统定标。E-mail: buyuncheng13@mails.ucas.ac.cn

    王宇:王   宇(1976–),男,博士,中国科学院电子学研究所副研究员,研究方向为机载合成孔径雷达定标和雷达信号处理。E-mail: wangyu@mail.ie.ac.cn

    张福博(1988–),男,河北人,博士,中国科学院电子学研究所助理研究员,研究方向为多通道合成孔径雷达3维成像。E-mail: zhangfubo8866@126.com

    冀广宇(1988–),男,辽宁人,中国科学技术大学学士,中国科学院电子学研究所博士研究生,研究方向为机载合成孔径雷达信号处理。E-mail: gyji@mail.ustc.edu.cn

    陈龙永(1979–),男,安徽人,中国科学院电子学研究所博士,研究员,研究方向为新概念雷达系统设计与实现。E-mail: lychen@mail.ie.ac.cn

    梁兴东(1973–),男,陕西人,北京理工大学博士,中国科学院电子学研究所研究员,研究方向为高分辨率合成孔径雷达系统、干涉合成孔径雷达、成像处理及应用、实时数字信号处理等。E-mail: xdliang@mail.ie.ac.cn

    通讯作者:

    梁兴东  xdliang@mail.ie.ac.cn

Antenna Phase Center Calibration for Array InSAR System Based on Orthogonal Subspace

Funds: The National Ministries Foundation
  • 摘要: 阵列干涉合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)系统采用距离脉冲压缩、方位合成孔径和高度实孔径的方式,能够获得观测场景的3维SAR图像。在实际系统中多个通道的天线相位中心位置信息通常难以精确获得,如果不进行定标而直接进行成像处理将会造成高度维成像质量降低。针对天线相位中心位置定标问题,该文分析了天线相位中心位置误差对高度维成像造成的影响,提出了一种基于子空间正交原理的相位中心位置定标方法。该方法利用2维SAR单视复图像中的定标点数据,通过特征值分解得到噪声子空间,利用子空间正交原理同时求解多个通道对应的天线相位中心位置。针对阵列干涉SAR系统应用,该文给出了相位中心位置定标处理流程,最后通过仿真和实际数据处理验证了定标方法的有效性。

     

  • 图  1  阵列干涉SAR系统数据获取示意

    Figure  1.  Acquisition geometry of array 3D imaging SAR system

    图  2  正侧视零多普勒平面几何关系示意

    Figure  2.  Geometry in the zero Doppler plane

    图  3  相位中心位置定标流程图

    Figure  3.  Flow chart of APC calibration

    图  4  仿真数据的相位中心位置定标结果

    Figure  4.  Calibration results of APC position in simulation

    图  5  RMSE与信噪比的关系

    Figure  5.  RMSE as a function of SNR

    图  6  RMSE与定标点误差的关系

    Figure  6.  RMSE as a function of CR errors

    图  7  代价函数与迭代次数的关系

    Figure  7.  Cost function as a function of the number of iterations

    图  8  实验系统及定标场图像

    Figure  8.  The experiment system and calibration site

    图  9  实际数据相位中心位置定标结果

    Figure  9.  Calibration results of APC position in an airborne experiment

    图  10  实际数据验证实验

    Figure  10.  Real data experiments

    表  1  仿真实验中的系统参数

    Table  1.   System parameters of simulation data

    参数名称 参数取值
    工作频率 15 GHz (Ku-Band)
    基线长度 4.2 m
    带宽 500 MHz
    PRF 2000 Hz
    飞行相对高度 1000 m
    飞行速度 60 m/s
    方位向波束宽度
    距离向波束宽度 30°~60°
    信噪比 30 dB
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-01-25
  • 修回日期:  2018-05-18
  • 网络出版日期:  2018-06-28

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