CN106908792B - 一种合成孔径雷达成像方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种合成孔径雷达成像方法及装置，其中，所述方法包括：确定所述SAR进行方位向波束扫描的扫描参数；其中，所述扫描参数至少包括：最大扫描角度和扫描周期；控制所述SAR在预设的开始时刻进行初始扫描角度为所述最大扫描角度、时长为所述扫描时间的本次方位向波束扫描；在本次方位向波束扫描后，控制所述SAR进行初始扫描角度为所述最大扫描角度、时长为所述扫描周期的下一次方位向波束扫描直至预设的结束时刻到达；将从所述开始时刻到所述结束时刻之间得到的方位向波束扫描的回波数据进行SAR成像。

Description

一种合成孔径雷达成像方法及装置

技术领域

本发明涉及雷达技术领域，特别涉及一种合成孔径雷达成像方法及装置。

背景技术

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)是一种微波成像雷达，它可以安装在飞机、卫星、宇宙飞船等飞行平台上，全天时、全天候对地实施观测，并且具有一定的地表穿透能力。因此，SAR系统在灾害监测、资源勘查、海洋监测、环境监测、农作物普查估产、测绘和军事侦查等方面的应用上具有独特的优势，可发挥其他遥感手段难以发挥的作用，越来越多的应用在民用和国防领域。

SAR的循序扫描地形观测(Terrain Observation by Progressive Scans，TOPS)模式是一种高分辨率宽测绘带成像模式，具有测绘带宽、重访率低的特点。相比扫描(SCAN)SAR模式，TOPS模式消除了扇贝效应，在整个子测绘带上得到均匀的噪声等效系数和分辨率；TOPS模式具有更强的模糊抑制能力，在整个子测绘带上得到均匀的模糊度；由于子带较长，TOPS模式的边沿效应损失更小。这些特点使得TOPS模式在不降低分辨率甚至提高分辨率的情况下，获得更佳的图像质量。这些特点使得TOPS模式具有了更广泛的应用，在高分辨率宽测绘带应用中成为优选方案。

目前国际上已经实现了TOPS模式，如德国的TerraSAR-X得到了同一地区的TOPSAR图像和SCANSAR图像，充分体现了TOPS模式的优势；在2015年，中国微波A星实现了TOPS模式，得到大量的TOPSAR图像。

常规TOPS模式要求SAR系统具有二维扫描能力，来实现天线波束方位向和距离向的扫描。实际中由于受到重量、功耗等的限制，SAR系统仅具备同时一维扫描的能力，这种情况下不能实现常规的TOPS模式。此外，常规TOPS模式虽然在距离向具有宽覆盖的能力，但是不具备对同一区域重复观测的能力。而在实际应用中，比如海面轮船监测、地面交通监测等往往需要多次观测来提高对观测区域的动态监视。

发明内容

为解决现有技术中存在的技术问题，本发明实施例能够提供一种合成孔径雷达成像方法及装置，仅需要方位扫描通过控制波束方位向扫描速度，能够在满足分辨率需求的情况下，实现对同一区域的重复观测。

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供一种合成孔径雷达成像方法，所述方法包括：

确定所述SAR进行方位向波束扫描的扫描参数；其中，所述扫描参数至少包括：最大扫描角度和扫描周期；

控制所述SAR在预设的开始时刻进行初始扫描角度为所述最大扫描角度、时长为所述扫描时间的本次方位向波束扫描，得到本次回波数据；

在本次方位向波束扫描后，控制所述SAR进行初始扫描角度为所述最大扫描角度、时长为所述扫描周期的下一次方位向波束扫描直至达到预设的结束时刻结束；

将从所述开始时刻到所述结束时刻之间得到的方位向波束扫描的回波数据进行SAR成像。

第二方面，本发明实施例提供一种SAR成像装置，所述装置包括：

第一确定模块，用于确定所述SAR进行方位向波束扫描的扫描参数；其中，所述扫描参数至少包括：最大扫描角度和扫描周期；

第一控制模块，用于控制所述SAR在预设的开始时刻进行初始扫描角度为所述最大扫描角度、时长为所述扫描时间的本次方位向波束扫描，得到本次回波数据；

第二控制模块，用于在本次方位向波束扫描后，控制所述SAR进行初始扫描角度为所述最大扫描角度、时长为所述扫描周期的下一次方位向波束扫描直至达到预设的结束时间结束；

成像模块，用于将从所述开始时刻到所述结束时刻之间得到的方位向波束扫描的回波数据进行SAR成像。

本发明实施例提供一种SAR成像方法及装置，其中，首先确定所述SAR进行方位向波束扫描的扫描参数；其中，所述扫描参数至少包括：最大扫描角度和扫描周期；再控制所述SAR在预设的开始时刻进行初始扫描角度为所述最大扫描角度、时长为所述扫描时间的本次方位向波束扫描，得到本次回波数据；在本次方位向波束扫描后，控制所述SAR进行初始扫描角度为所述最大扫描角度、时长为所述扫描周期的下一次方位向波束扫描直至预设的结束时刻结束；最后将所述开始时刻和所述结束时刻之间得到的方位向波束扫描的回波数据进行SAR成像。如此，仅需要方位扫描通过控制波束方位向扫描速度，能够在满足分辨率需求的情况下，实现对同一区域的重复观测。

附图说明

图1为本发明实施例一合成孔径雷达成像方法的实现流程示意图；

图2为本发明实施例二合成孔径雷达成像方法的实现流程示意图；

图3为本发明实施例三合成孔径雷达对地重复观测的实现方法的实现流程示意图；

图4为本发明实施例三合成孔径雷达对地重复观测的TOPS模式参数初步计算流程示意图；

图5为本发明实施例三合成孔径雷达对地重复观测的TOPS模式参数精确计算流程图；

图6为本发明实施例三合成孔径雷达对地重复观测的工作示意图；

图7为本发明实施例四合成孔径雷达成像装置的组成结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对发明的具体技术方案做进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例一

本发明实施例提供一种合成孔径雷达成像方法，应用于合成孔径雷达成像装置，图1为本发明实施例一合成孔径雷达成像方法的实现流程示意图，如图1所示，所述方法包括以下步骤：

步骤S101，确定所述SAR进行方位向波束扫描的扫描参数；

这里，所述扫描参数至少包括：最大扫描角度和扫描周期。

所述步骤S101进一步包括：

步骤S101a，确定所述SAR进行方位向波束扫描的初始扫描参数；

步骤S101b，获取所述SAR的天线步进角度；

这里，所述天线步进角度是工作人员根据实际需要进行设定的。

步骤S101c，根据所述初始扫描参数和所述天线步进角度，确定所述SAR进行方位向波束扫描的扫描参数。

步骤S102，控制所述SAR在预设的开始时刻进行初始扫描角度为所述最大扫描角度、时长为所述扫描时间的本次方位向波束扫描，得到本次回波数据；

这里，由于在SAR飞行的时候，卫星飞行的轨道是提前确定的，具体在哪一时刻可以对哪一观测区域进行扫描也是可以确定的。因此，当需要对某一观测区域进行重复观测时，可以根据卫星飞行的轨道信息等参数确定具体在哪一时刻开始对要进行重复观测的观测区域进行方位向波束扫描。即，只要确定了需要重复观测的观测区域即可确定开始时刻。

当进行TOPS模式下方位向扫描时，方位向波束中心的指向控制实现方式和SAR聚束模式相反，采用由后向前的扫描方式。需要说明的是，这里的后是指与所述SAR搭载的卫星或飞机飞行方向相反的方向，同理，前是指与所述SAR搭载的卫星或飞机飞行方向相同的方向。

步骤S103，在本次方位向波束扫描后，控制所述SAR进行初始扫描角度为所述最大扫描角度、时长为所述扫描周期的下一次方位向波束扫描直至达到预设的结束时刻结束；

这里，在本次方位向扫描后，控制所述SAR的初始扫描角度再次回到进行本次方位向扫描时的初始扫描角度，进行从后向前的方位向波束扫描。这样，本次方位向扫描的部分观测区域和下一次方位向波束扫描的部分观测区域重叠，如此可以实现对同一观测区域进行重复观测。

在下一次方位向波束扫描后，控制所述SAR再次进行初始扫描角度为所述最大扫描角度、时长为所述扫描周期的下下次方位向波束扫描，如此循环下去，直至达到预设的结束时刻结束扫描。

步骤S104，将从所述开始时刻到所述结束时刻之间得到的方位向波束扫描的回波数据进行SAR成像。

这里，将从所述开始时刻到所述结束时刻之间得到的方位向波束扫描的回波数据进行SAR成像，可以但不限于是利用距离多普勒(Range-Doppler，RD)算法、线性调频尺度变换(Chirp-Scaling，CS)算法、扩展CS(Extended Chirp Scaling ECS)算法实现。

本发明实施例提供一种合成孔径雷达成像方法，其中，首先确定所述SAR进行成像时进行方位向波束扫描的扫描参数；其中，所述扫描参数至少包括：最大扫描角度和扫描周期；再控制所述SAR在预设的开始时刻进行初始扫描角度为所述最大扫描角度、时长为所述扫描时间的本次方位向波束扫描，得到本次回波数据；在本次方位向波束扫描后，控制所述SAR进行初始扫描角度为所述最大扫描角度、时长为所述扫描周期的下一次方位向波束扫描直至预设的结束时刻结束；最后将所述开始时刻和所述结束时刻之间得到的方位向波束扫描的回波数据进行SAR成像。如此，仅需要方位扫描通过控制波束方位向扫描速度，能够在满足分辨率需求的情况下，实现对同一区域的重复观测。

实施例二

基于前述的实施例，本发明实施例再提供一种合成孔径雷达成像方法，应用于合成孔径雷达成像装置，所述合成孔径雷达成像装置在实际实现过程中可以是处理器。图2为本发明实施例二合成孔径雷达成像方法的实现流程示意图，如图2所示，所述方法包括以下步骤：

步骤S201，获取待分析的目标观测区域的SAR图像；

这里，所述SAR图像可以是本发明实施例中使用的合成孔径雷达之前得到的，也可以是利用其他合成孔径雷达得到的。

步骤S202，对所述SAR图像进行分析，确定满足预设条件的图像区域；

这里，所述预设条件在具体实现中，可以根据观测需求进行设置。

步骤S203，将所述图像区域对应的观测区域确定为重复观测区域。

这里，重复观测区域是指需要进行多次方位向波束扫描的观测区域。比如，用户需要对某一路段的交通情况进行动态监视则需要对该路段进行重复观测，或者，对某一海域的轮船进行监测时需要对该海域进行重复观测。

步骤S204，根据所述重复观测区域的位置信息及所述SAR运行轨道的轨道参数确定进行方位向波束扫描的开始时刻与结束时刻；

这里，所述重复观测区域的位置信息可以是重复观测区域的边缘的经纬度信息。

需要说明的是，在本发明其他实施例中，步骤S201～S203可以省略。当重复观测区域本身已经确定的情况下，比如，用户就需要对北京长安街进行重复观测，那么，这时步骤S204中重复观测区域的位置信息可以是根据GRS确定的，即为北京长安街的起始点到结束点的经纬度信息。

步骤S205，确定所述SAR进行方位向波束扫描的扫描参数；

这里，所述扫描参数至少包括：最大扫描角度和扫描周期。

所述步骤S205进一步包括：

步骤S205a，确定所述SAR进行方位向波束扫描的初始扫描参数；

这里，所述初始扫描参数至少包括：扫描角速度、扫描周期和初始最大扫描角度，对应地，所述步骤S205a在实际实现过程中，可以按照以下步骤实现：

第一步、获取所述SAR的系统参数及预设的方位向分辨率；其中，所述系统参数至少包括所述SAR的天线尺寸；

这里，所述方位向分辨率是可以由工作人员根据实际需要进行设置的。

第二步、根据所述SAR的天线尺寸，确定所述SAR条带方位向分辨率；

这里，按照公式(2-1)确定所述SAR条带方位向分辨率ρ_strip：

ρ_strip＝k·d/2 (2-1)；

在公式(2-1)中，k是系统误差造成的分辨率展宽系数，d是天线方位尺寸。

第三步、根据预设的方位向分辨率、条带方位向分辨率、波束地面速度和观测带的中心斜距确定所述SAR进行成像时进行方位向波束扫描的扫描角速度；

这里，按照公式(2-2)确定所述SAR进行成像时进行方位向波束扫描的扫描角速度ω：

在公式(2-2)中，V_s为波束地面速度，R_c为观测带的中心斜距，ρ_Tops为预设的方位向分辨率。

第四步、获取预先设置的波束切换时间T_g；

第五步、根据波束切换时间、波束宽度、波束地面速度和观测带的中心斜距确定初始扫描周期；

按照公式(2-3)和公式(2-4)确定初始扫描周期T_d：

(ω·T_d-θ_c)·R_c+V_s·T_d＝V_s·(T_d+T_g)+L_rept (2-3)；

L_rept＝V_s·(T_d+T_g) (2-4)；

这里，θ_c为波束宽度。

根据公式(2-3)和公式(2-4)得到公式(2-5)：

第六步、根据所述扫描角速度和所述初始扫描周期确定初始最大扫描角度。

这里，根据公式(2-6)确定初始最大扫描角度θ_s：

步骤S205b，判断所述初始最大扫描角度是否小于等于所述天线方位向实际能扫描的最大角度；

这里，如果所述初始最大角度小于等于所述天线方位向实际能扫描的最大角度，则进入步骤S205d；如果所述初始最大角度大于所述天线方位向实际能扫描的最大角度，则进入步骤S205c。

步骤S205c，提示重新输入所述预设的方位向分辨率；

步骤S205d，获取所述SAR的天线步进角度；

这里，所述天线步进角度是工作人员根据实际需要进行设定的。

步骤S205e，根据所述初始扫描参数和所述天线步进角度，确定所述SAR进行方位向波束扫描的扫描参数。

这里，所述步骤S205e可以通过以下步骤实现：

第一步、根据所述初始最大扫描角度和所述天线步进角度确定所述SAR进行方位向波束扫描的最大扫描角度；

这里，按照公式(2-7)确定所述SAR进行方位向波束扫描的最大扫描角度θ_sr：

θ_sr＝ceil(θ_s/dθ)·dθ (2-7)；

在公式(2-7)中，ceil()为向上取整函数，dθ为天线步进角度。

第二步、根据所述天线步进角度、脉冲重复频率和所述扫描角速度确定所述SAR进行方位向扫描时每次步进的驻留脉冲数；

这里，按照公式(2-8)确定所述SAR进行方位向扫描时每次步进的驻留脉冲数N_pulse：

在公式(2-8)中，prf是脉冲重复频率。

第三步、根据所述最大扫描角度、每次步进的驻留脉冲数、天线步进角度和脉冲重复频率确定所述SAR进行方位向波束扫描的扫描周期。

这里，按照公式(2-9)确定所述SAR进行方位向波束扫描的扫描时间T_dr：

步骤S206，控制所述SAR在所述开始时刻进行初始扫描角度为所述最大扫描角度、时长为所述扫描时间的本次方位向波束扫描，得到本次回波数据；

步骤S207，在本次方位向波束扫描后，控制所述SAR进行初始扫描角度为所述最大扫描角度、时长为所述扫描周期的下一次方位向波束扫描直至达到所述结束时刻结束；

这里，在本次方位向扫描后，控制所述SAR的初始扫描角度再次回到进行本次方位向扫描时的初始扫描角度，进行从后向前的方位向波束扫描。这样，本次方位向扫描向前扫描的观测区域和下一次方位向波束扫描向后扫描的观测区域是有重叠的部分的，如此可以实现对同一观测区域进行重复观测。

在下一次方位向波束扫描后，控制所述SAR再次进行初始扫描角度为所述最大扫描角度、时长为所述扫描周期的下下次方位向波束扫描，如此循环下去，直至达到预设的结束时刻结束扫描。

步骤S208，将从所述开始时刻到所述结束时刻之间得到的方位向波束扫描的回波数据进行SAR成像。

这里，需要说明的是，本实施例中与其它实施例中相同步骤或概念的解释可以参考其它实施例中的描述，此处不再赘述。

本发明实施例提供一种合成孔径雷达成像方法，其中，首先确定重复观测区域，以及进行方位向波束扫描的开始时刻和结束时刻；然后确定所述SAR进行成像时进行方位向波束扫描的扫描参数；再控制所述SAR在所述开始时刻进行初始扫描角度为所述最大扫描角度、时长为所述扫描时间的本次方位向波束扫描，得到本次回波数据；在本次方位向波束扫描后，控制所述SAR进行初始扫描角度为所述最大扫描角度、时长为所述扫描周期的下一次方位向波束扫描直至所述结束时刻结束；最后将所述开始时刻和所述结束时刻之间得到的方位向波束扫描的回波数据进行SAR成像。如此，仅需要方位扫描通过控制波束方位向扫描速度，能够在满足分辨率需求的情况下，实现对同一区域的重复观测。

实施例三

本发明实施例先提供一种合成孔径雷达对地重复观测的实现方法，在该方法中仅需要进行方位向扫描，通过控制波束方位向扫描速度，在满足分辨率需求的情况下，实现对同一区域的重复观测。图3为本发明实施例三合成孔径雷达对地重复观测的实现方法的实现流程示意图，如图3所示，所述方法包括以下步骤：

步骤S301，确定输入的系统参数；

这里，所述系统参数至少包括：天线尺寸以及天线方位向扫描能力(也即天线方位向实际最大扫描角度)。

步骤S302，确定输入的指标要求，即方位向分辨率；

步骤S303，根据系统参数和要求的分辨率，初步计算波束的扫描速度、扫描时间和最大扫描角度；

这里，在初步计算参数时，天线设置为连续扫描。图4为本发明实施例三合成孔径雷达对地重复观测的TOPS模式参数初步计算流程示意图，如图4所示该流程包括以下步骤：

步骤S303a，输入参数；

这里，所述参数至少包括：地球半径Re,卫星高度H，波束地面速度V_s，波束切换时间T_g，波束中心地心角β。

步骤S303b，计算子带波束中心斜距R_c；

这里，按照公式(3-1)计算子带波束中心斜距R_c：

步骤S303c，计算天线扫描角速度；

这里，首先进行分辨率确定。

根据系统实际天线尺寸确定对应的条带方位分辨率，然后根据要求，同时结合天线扫描能力确定方位分辨率。方位分辨率和条带方位分辨率满足公式(3-2)所示的关系：

ρ_Tops＞ρ_strip (3-2)；

在公式(3-2)中，ρ_strip是条带方位分辨率，对于单子带TOPS模式的方位分辨率大于条带方位分辨率。

条带方位分辨率通过公式(3-3)计算：

ρ_strip＝k·d/2 (3-3)；

在公式(3-3)中，k是系统误差造成的分辨率展宽系数，d是天线方位尺寸。距离分辨率确定方法与常规TOPS模式相同。

确定了方位分辨率以后，根据公式(3-4)计算天线扫描角速度：

在公式(3-4)中，V_s是波束地面速度，R_c是观测带的中心斜距。

步骤S303d，计算扫描周期；

为了满足同一区域重复观测，根据公式(3-5)和公式(3-6)组合计算波束扫描周期：

(ω·T_d-θ_c)·R_c+V_s·T_d＝V_s·(T_d+T_g)+L_rept (3-5)；

L_rept＝V_s·(T_d+T_g) (3-6)；

在公式(3-5)和公式(3-6)中，T_d是波束扫描周期，θ_c是每个子带波束宽度，L_rept是重复观测区域长度，T_g是波束切换时间。T_g可以根据实际情况设置。

步骤S303e，计算最大扫描角度；

根据公式(3-7)计算波束最大扫描角：

这里需要说明的是，θ_s需要满足天线实际的扫描能力，即满足公式(3-8)：

θ_s≤θ_anta (3-8)；

其中θ_anta是天线方位向实际能够扫描的最大角度。

如果公式(3-8)不成立，则需要降低方位向分辨率ρ_Tops。

步骤S304，根据天线的步进能力，进一步精确计算实际工作参数，包括波束实际最大扫描角度、每次步进驻留脉冲数、实际扫描时间；

这里，对于相控阵天线，采用步进扫描方式，不能做到波束连续扫描，不能扫描到任意角度，因此需要对上述计算结果进行优化处理，图5为本发明实施例三合成孔径雷达对地重复观测的TOPS模式参数精确计算流程图，如图5所示，该处理流程包括以下步骤：

步骤S304a，输入参数：天线步进角度dθ，天线扫描角度计算值θ_s，脉冲重复频率prf；

步骤S304b，计算实际扫描角度θ_sr；

这里，根据公式(3-9)计算实际天线扫描角度：

θ_sr＝ceil(θ_s/dθ)·dθ (3-9)；

在公式(3-9)中，ceil(·)表示向上取整数，θ_sr为需要满足天线实际的扫描角度。

步骤S304c，计算实际扫描时每次步进的驻留脉冲数；

这里，根据公式(3-10)计算实际扫描时每次步进的驻留脉冲数：

步骤S304d，计算实际扫描周期；

这里，根据公式(3-11)计算实际扫描周期：

步骤S304e，计算每个子带天线有效扫描轨迹；

这里，根据公式(3-12)计算每个子带天线有效扫描轨迹：

L＝(2·θ_sr-θ_c)·R_c+V_s·T_dr (3-12)；

步骤S304f，计算连续两次方位向扫描的实际重复观测区域长度；

这里，根据公式(3-13)计算连续两次方位向扫描的实际重复观测区域长度：

L_{rept_r}＝L-V_s·(T_dr+T_g) (3-13)；

步骤S305，根据所述实际工作参数，控制SAR系统，实现高分辨率重复观测TOPS模式。

本发明实施例提供的合成孔径雷达对地重复观测的实现方法包括：天线在方位向沿着轨迹方向，从后向前扫描并接收回波，扫描到一定角度后，天线波束回到起始扫描角，重新开始扫描。通过控制天线方位向扫描速度和扫描角度，来实现分辨率需求以及观测区域的重叠范围需求。

图6为本发明实施例三合成孔径雷达对地重复观测的工作示意图，如图6所示，卫星在t1时刻进行方位向波束扫描时，是从后向前扫描，直至到t2时刻，经过t2到t3之间的波束切换时间后，在t3时刻又开始新一轮的从后向前扫描，直至到t4时刻。

与常规二维扫描的宽测绘带TOPS模式不同，在本发明实施例中合成空间雷达仅在方位向上进行一维扫描，距离向不扫描，同一时刻只对单子带观测，需要根据单子带TOPS模式的几何关系，折衷考虑方位分辨率、天线方位扫描角度以及重复观测范围之间的约束关系。与常规TOPS模式相同，本发明实施例中的方位向波束中心指向控制实现方式和SAR聚束模式相反。

本发明实施例提供的合成孔径雷达重复观测的实现方法，是合成孔径雷达成像实现方法，应用于SAR成像和运动目标检测领域，通过控制天线方位波束向扫描速度，能够实现高分辨率成像和对同一区域的重复观测，进而提高SAR图像质量和应用价值。

实施例四

本发明实施例提供一种合成孔径雷达成像装置，图7为本发明实施例四合成孔径雷达成像装置的组成结构示意图，如图7所示，该装置700包括：第一确定模块701、第一控制模块702、第二控制模块703和成像模块704，其中：

所述第一确定模块701，用于确定所述SAR进行方位向波束扫描的扫描参数；

这里，所述扫描参数至少包括：最大扫描角度和扫描周期；

所述第一确定模块701进一步包括：

第一确定单元，用于确定所述SAR进行方位向波束扫描的初始扫描参数；

这里，所述初始扫描参数至少包括：扫描角速度、初始扫描周期和初始最大扫描角度，对应地，所述第一确定单元包括：

第一获取子单元，用于获取所述SAR的系统参数及预设的方位向分辨率；其中，所述系统参数至少包括所述SAR的天线尺寸；

第一确定子单元，用于根据所述SAR的天线尺寸，确定所述SAR条带方位向分辨率；

第二确定子单元，用于根据预设的方位向分辨率、条带方位向分辨率、波束地面速度和观测带的中心斜距确定所述SAR进行成像时进行方位向波束扫描的扫描角速度；

第二获取子单元，用于获取预先设置的波束切换时间；

第三确定子单元，用于根据波束切换时间、波束宽度、波束地面速度和观测带的中心斜距确定初始扫描周期；

第四确定子单元，用于根据所述扫描角速度和所述初始扫描周期确定初始最大扫描角度。

这里，所述系统参数还包括天线方位向实际能扫描的最大角度，对应地，所述第一确定模块还包括：

判断单元，用于判断所述初始最大扫描角度是否小于等于所述天线方位向实际能扫描的最大角度；其中，如果所述初始最大角度小于等于所述天线方位向实际能扫描的最大角度，则获取所述SAR的天线步进角度。

提示单元，用于如果所述初始最大角度大于所述天线方位向实际能扫描的最大角度，则提示重新输入所述预设的方位向分辨率。

获取单元，用于获取所述SAR的天线步进角度；

第二确定单元，用于根据所述初始扫描参数和所述天线步进角度，确定所述SAR进行方位向波束扫描的扫描参数。

这里，所述第二确定单元进一步包括：

第五确定子单元，用于根据所述初始最大扫描角度和所述天线步进角度确定所述SAR进行方位向波束扫描的最大扫描角度；

第六确定子单元，用于根据所述天线步进角度、脉冲重复频率和所述扫描角速度确定所述SAR进行方位向扫描时每次步进的驻留脉冲数；

第七确定子单元，用于根据所述最大扫描角度、每次步进的驻留脉冲数、天线步进角度和脉冲重复频率确定所述SAR进行方位向波束扫描的扫描周期。

所述第一控制模块702，用于控制所述SAR在预设的开始时刻进行初始扫描角度为所述最大扫描角度、时长为所述扫描时间的本次方位向波束扫描，得到本次回波数据；

所述第二控制模块703，用于在本次方位向波束扫描后，控制所述SAR进行初始扫描角度为所述最大扫描角度、时长为所述扫描周期的下一次方位向波束扫描直至达到预设的结束时间结束；

所述成像模块704，用于将从所述开始时刻到所述结束时刻之间得到的方位向波束扫描的回波数据进行SAR成像。

这里需要指出的是：以上合成孔径雷达成像装置实施例的描述，与上述方法实施例的描述是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果，因此不做赘述。对于本发明合成空间雷达成像装置实施例中未披露的技术细节，请参照本发明方法实施例的描述而理解，为节约篇幅，因此不再赘述。

实施例六

基于前述的实施例，本发明实施例再提供一种合成孔径雷达成像装置，所述装置包括：获取模块、第二确定模块、第三确定模块、第四确定模块、第一确定模块、第一控制模块、第二控制模块和成像模块，其中：

所述获取模块，用于获取待分析的目标观测区域的SAR图像；

所述第二确定模块，用于对所述SAR图像进行分析，确定满足预设条件的图像区域；

所述第三确定模块，用于将所述图像区域对应的观测区域确定为重复观测区域

所述第四确定模块，用于根据所述重复观测区域的位置信息以及所述SAR运行轨道的轨道参数确定对所述重复观测区域进行方位向波束扫描的预设的开始时刻和预设的结束时刻；

所述第一确定模块，用于确定所述SAR进行方位向波束扫描的扫描参数；

这里，所述扫描参数至少包括：最大扫描角度和扫描周期；

所述第一确定模块进一步包括：

第一确定单元，用于确定所述SAR进行方位向波束扫描的初始扫描参数；

这里，所述初始扫描参数至少包括：扫描角速度、初始扫描周期和初始最大扫描角度，对应地，所述第一确定单元包括：

第一获取子单元，用于获取所述SAR的系统参数及预设的方位向分辨率；其中，所述系统参数至少包括所述SAR的天线尺寸；

第一确定子单元，用于根据所述SAR的天线尺寸，确定所述SAR条带方位向分辨率；

第二确定子单元，用于根据预设的方位向分辨率、条带方位向分辨率、波束地面速度和观测带的中心斜距确定所述SAR进行成像时进行方位向波束扫描的扫描角速度；

第二获取子单元，用于获取预先设置的波束切换时间；

第三确定子单元，用于根据波束切换时间、波束宽度、波束地面速度和观测带的中心斜距确定初始扫描周期；

第四确定子单元，用于根据所述扫描角速度和所述初始扫描周期确定初始最大扫描角度。

这里，所述系统参数还包括天线方位向实际能扫描的最大角度，对应地，所述第一确定模块还包括：

判断单元，用于判断所述初始最大扫描角度是否小于等于所述天线方位向实际能扫描的最大角度；其中，如果所述初始最大角度小于等于所述天线方位向实际能扫描的最大角度，则获取所述SAR的天线步进角度。

提示单元，用于如果所述初始最大角度大于所述天线方位向实际能扫描的最大角度，则提示重新输入所述预设的方位向分辨率。

获取单元，用于获取所述SAR的天线步进角度；

第二确定单元，用于根据所述初始扫描参数和所述天线步进角度，确定所述SAR进行方位向波束扫描的扫描参数。

这里，所述第二确定单元进一步包括：

第五确定子单元，用于根据所述初始最大扫描角度和所述天线步进角度确定所述SAR进行方位向波束扫描的最大扫描角度；

第六确定子单元，用于根据所述天线步进角度、脉冲重复频率和所述扫描角速度确定所述SAR进行方位向扫描时每次步进的驻留脉冲数；

第七确定子单元，用于根据所述最大扫描角度、每次步进的驻留脉冲数、天线步进角度和脉冲重复频率确定所述SAR进行方位向波束扫描的扫描周期。

所述第一控制模块，用于控制所述SAR在预设的开始时刻进行初始扫描角度为所述最大扫描角度、时长为所述扫描时间的本次方位向波束扫描，得到本次回波数据；

这里，所述预设的开始时刻即所述第四确定模块中得到的开始时刻。

所述第二控制模块，用于在本次方位向波束扫描后，控制所述SAR进行初始扫描角度为所述最大扫描角度、时长为所述扫描周期的下一次方位向波束扫描直至达到预设的结束时间结束；

这里，所述预设的结束时刻即所述第四确定模块中得到的结束时刻。

所述成像模块，用于将从所述开始时刻到所述结束时刻之间得到的方位向波束扫描的回波数据进行SAR成像。

这里需要指出的是：以上合成孔径雷达成像装置实施例的描述，与上述方法实施例的描述是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果，因此不做赘述。对于本发明合成孔径雷达成像装置实施例中未披露的技术细节，请参照本发明方法实施例的描述而理解，为节约篇幅，因此不再赘述。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解，在本发明的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，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，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，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全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以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，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

或者，本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也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，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的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所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，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，可轻易想到变化或替换，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所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种合成孔径雷达SAR成像方法，其特征在于，所述方法包括：

确定所述SAR进行方位向波束扫描的扫描参数；其中，所述扫描参数至少包括：最大扫描角度和扫描周期；

确定待连续扫描的重复观测区域，所述重复观测区域为本次方位向波束扫描的观测区域与下次方位向波束扫描的观测区域的重叠区域，基于所述重复观测区域和飞行轨道信息确定进行方位向波束扫描的开始时刻与结束时刻；

控制所述SAR在开始时刻进行初始扫描角度为所述最大扫描角度、时长为所述扫描周期的本次方位向波束扫描；

在本次方位向波束扫描后，控制所述SAR进行初始扫描角度为所述最大扫描角度、时长为所述扫描周期的所述重复观测区域的下一次方位向波束扫描直至结束时刻到达；

根据从所述开始时刻到所述结束时刻之间得到的方位向波束扫描的所述重复观测区域的回波数据进行SAR成像，得到所述重复观测区域的SAR图像；

所述确定所述SAR进行成像时进行方位向波束扫描的扫描参数，包括：

确定所述SAR进行方位向波束扫描的初始扫描参数；

获取所述SAR的天线步进角度；

根据所述初始扫描参数和所述天线步进角度，确定所述SAR进行方位向波束扫描的扫描参数。

2.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，所述初始扫描参数至少包括：扫描角速度、初始扫描周期和初始最大扫描角度，对应地，所述确定所述SAR进行方位向波束扫描的初始扫描参数，包括：

获取所述SAR的系统参数及预设的方位向分辨率；其中，所述系统参数至少包括所述SAR的天线尺寸；

根据所述SAR的天线尺寸，确定所述SAR条带方位向分辨率；

根据预设的方位向分辨率、条带方位向分辨率、波束地面速度和观测带的中心斜距确定所述SAR进行成像时进行方位向波束扫描的扫描角速度；

获取预先设置的波束切换时间；

根据波束切换时间、波束宽度、波束地面速度和观测带的中心斜距确定初始扫描周期；

根据所述扫描角速度和所述初始扫描周期确定初始最大扫描角度。

3.根据权利要求2中所述的方法，其特征在于，所述系统参数还包括天线方位向实际能扫描的最大角度，对应地，在所述获取所述SAR的天线步进角度之前，所述方法还包括：

判断所述初始最大扫描角度是否小于等于所述天线方位向实际能扫描的最大角度；其中，如果所述初始最大角度小于等于所述天线方位向实际能扫描的最大角度，则获取所述SAR的天线步进角度。

4.根据权利要求3中所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

如果所述初始最大角度大于所述天线方位向实际能扫描的最大角度，则提示重新输入所述预设的方位向分辨率。

5.根据权利要求1或2中所述的方法，其特征在于，所述根据所述初始扫描参数和所述天线步进角度，确定所述SAR进行方位向波束扫描的扫描参数，包括：

根据所述初始最大扫描角度和所述天线步进角度确定所述SAR进行方位向波束扫描的最大扫描角度；

根据所述天线步进角度、脉冲重复频率和所述扫描角速度确定进行方位向扫描时每次步进的驻留脉冲数；

根据所述最大扫描角度、每次步进的驻留脉冲数、天线步进角度和脉冲重复频率确定所述SAR进行方位向波束扫描的扫描周期。

6.一种SAR成像装置，其特征在于，所述装置包括：

第一确定模块，用于确定所述SAR进行方位向波束扫描的扫描参数和待连续扫描的重复观测区域，所述重复观测区域为本次方位向波束扫描的观测区域与下次方位向波束扫描的观测区域的重叠区域，基于所述重复观测区域和飞行轨道信息确定进行方位向波束扫描的开始时刻与结束时刻；其中，所述扫描参数至少包括：最大扫描角度和扫描周期；

第一控制模块，用于控制所述SAR在开始时刻进行初始扫描角度为所述最大扫描角度、时长为所述扫描周期的本次方位向波束扫描，得到本次回波数据；

第二控制模块，用于在本次方位向波束扫描后，控制所述SAR进行初始扫描角度为所述最大扫描角度、时长为所述扫描周期的所述重复观测区域的下一次方位向波束扫描直至结束时间到达；

成像模块，用于根据从所述开始时刻到所述结束时刻之间得到的方位向波束扫描的所述重复观测区域的回波数据进行SAR成像，得到所述重复观测区域的SAR图像；

所述第一确定模块，包括：

第一确定单元，用于确定所述SAR进行方位向波束扫描的初始扫描参数；

获取单元，用于获取所述SAR的天线步进角度；

第二确定单元，用于根据所述初始扫描参数和所述天线步进角度，确定所述SAR进行方位向波束扫描的扫描参数。

7.根据权利要求6中所述的装置，其特征在于，所述初始扫描参数至少包括：扫描角速度、初始扫描周期和初始最大扫描角度，对应地，所述第一确定单元包括：

第一获取子单元，用于获取所述SAR的系统参数及预设的方位向分辨率；其中，所述系统参数至少包括所述SAR的天线尺寸；

第一确定子单元，用于根据所述SAR的天线尺寸，确定所述SAR条带方位向分辨率；

第二确定子单元，用于根据预设的方位向分辨率、条带方位向分辨率、波束地面速度和观测带的中心斜距确定所述SAR进行成像时进行方位向波束扫描的扫描角速度；

第二获取子单元，用于获取预先设置的波束切换时间；

第三确定子单元，用于根据波束切换时间、波束宽度、波束地面速度和观测带的中心斜距确定初始扫描周期；

第四确定子单元，用于根据所述扫描角速度和所述初始扫描周期确定初始最大扫描角度。

8.根据权利要求7中所述的装置，其特征在于，所述系统参数还包括天线方位向实际能扫描的最大角度，对应地，所述第一确定模块还包括：

判断单元，用于判断所述初始最大扫描角度是否小于等于所述天线方位向实际能扫描的最大角度；其中，如果所述初始最大角度小于等于所述天线方位向实际能扫描的最大角度，则获取所述SAR的天线步进角度；

提示单元，用于如果所述初始最大角度大于所述天线方位向实际能扫描的最大角度，则提示重新输入所述预设的方位向分辨率。

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