CN108318880A

CN108318880A - 一种运动误差参数化的极坐标sar成像方法

Info

Publication number: CN108318880A
Application number: CN201810077430.1A
Authority: CN
Inventors: 张磊; 王风飞; 张曼
Original assignee: Xidian University
Current assignee: Xidian University
Priority date: 2018-01-26
Filing date: 2018-01-26
Publication date: 2018-07-24
Anticipated expiration: 2038-01-26
Also published as: CN108318880B

Abstract

本发明公开了一种运动误差参数化的极坐标SAR成像方法，属于雷达技术领域，其主要思路为：确定机载SAR雷达，机载SAR雷达对其观测区域发射电磁波并接收回波，从而获得原始回波信号；对所述原始回波信号在距离频域依次进行距离匹配滤波和方位去斜，进而得到高阶距离徙动补偿后的回波信号；计算距离向波数，并使用所述距离向波数对高阶距离徙动补偿后的回波信号进行距离插值，得到距离波数均匀化后的回波信号；计算方位向波数，并使用所述方位向波数对距离波数均匀化后的回波信号进行方位向插值，得到二维波数均匀化的回波信号；根据二维波数均匀化的回波信号，计算得到聚焦成像。

Description

一种运动误差参数化的极坐标SAR成像方法

技术领域

本发明属于雷达技术领域，特别涉及一种运动误差参数化的极坐标SAR成像方法，适用于实际工程应用。

背景技术

极坐标算法(Polar Format Algorithm，PFA)受平面波假设的限制，对斜视角和运动误差变化敏感；在实际应用中，由于运动误差的存在，只用PFA算法处理是无法聚焦成像的；运动补偿(Motion Compensation,MOCO)又是合成孔径雷达(Synthetic ApertureRadar,SAR)实测成像的关键问题，尤其对于小型无人机载等航迹不稳定的平台，精确MOCO的实施十分困难。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提出一种运动误差参数化的极坐标SAR成像方法，该种运动误差参数化的极坐标SAR成像方法不需要单独补偿运动误差，而是将运动误差作为几何参数，直接作用于极坐标格式算法(Polar Format Algorithm，PFA)插值函数，如此，就可以在不改变PFA算法结构的基础上同时实现运动误差的补偿，做到快速高精度成像；为便于描述，本发明采用的算法也称为参数极坐标格式算法(Parametric Polar Format Algorithm，PPFA)。

为达到上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

一种运动误差参数化的极坐标SAR成像方法，包括以下步骤：

步骤1，确定机载SAR雷达，所述机载SAR雷达工作在聚束右侧视前视模式下；机载SAR雷达对其观测区域发射电磁波并接收回波，从而获得原始回波信号；

步骤2，对所述原始回波信号在距离频域依次进行距离匹配滤波和方位去斜，进而得到高阶距离徙动补偿后的回波信号；

步骤3，计算距离向波数，并使用所述距离向波数对高阶距离徙动补偿后的回波信号进行距离插值，得到距离波数均匀化后的回波信号；

步骤4，计算方位向波数，并使用所述方位向波数对距离波数均匀化后的回波信号进行方位向插值，得到二维波数均匀化的回波信号；

步骤5，根据二维波数均匀化的回波信号，计算得到聚焦成像。

本发明与现有技术相比所具有的优点：

第一，本发明在提供高精度航迹数据的情况下能够精确成像。

第二，本发明不需要进行额外的运动补偿，能够提高算法效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明的一种运动误差参数化的极坐标SAR成像方法流程图；

图2(a)是本发明仿真采用的斜视SAR成像雷达对场景观测时的几何模型图；

图2(b)是本发明仿真采用的斜视SAR成像三维观测几何模型投影到斜距平面上的几何关系图；

图3(a)是仿真一采用的三维的运动参数误差仿真结果示意图；

图3(b)是仿真二采用的三维的运动参数误差仿真结果示意图；

图4(a)是仿真一中，CMOCO-PFA算法点目标A的成像结果示意图；

图4(b)是仿真一中，CMOCO-PFA算法点目标B的成像结果示意图；

图4(c)是仿真一中，CMOCO-PFA算法点目标C的成像结果示意图；

图4(d)是仿真一中，CMOCO-PFA算法点目标D的成像结果示意图；

图4(e)是仿真一中，PPFA算法点目标A的成像结果示意图；

图4(f)是仿真一中，PPFA算法点目标B的成像结果示意图；

图4(g)是仿真一中，PPFA算法点目标C的成像结果示意图；

图4(h)是仿真一中，PPFA算法点目标D的成像结果示意图；

图5(a)是仿真一中，CMOCO-PFA与PPFA点目标A的方位脉冲响应曲线对比图；

图5(b)是仿真一中，CMOCO-PFA与PPFA点目标B的方位脉冲响应曲线对比图；

图5(c)是仿真一中，CMOCO-PFA与PPFA点目标C的方位脉冲响应曲线对比图；

图5(d)是仿真一中，CMOCO-PFA与PPFA点目标D的方位脉冲响应曲线对比图；

图6是仿真二中，PPFA成像结果图；

图7(a)是PPFA关于场景1的处理结果局部放大图；

图7(b)是CMOCO-PFA关于场景1的处理结果图局部放大图；

图7(c)是PPFA关于场景2的处理结果局部放大图；

图7(d)是CMOCO-PFA关于场景2的处理结果图局部放大图；

图8(a)是仿真二中点目标A的方位脉冲响应曲线图；

图8(b)是仿真二中点目标B的方位脉冲响应曲线图。

具体实施方式

参照图1，为本发明的一种运动误差参数化的极坐标SAR成像方法流程图；其中所述运动误差参数化的极坐标SAR成像方法，包括以下步骤：

步骤1，确定机载SAR雷达，所述机载SAR雷达工作在聚束右侧视前视模式下；首先对图2观测几何和成像几何进行说明。

机载SAR雷达以恒定速度v直线运动形成理想航迹如图2(a)中虚线①所示，同时机载SAR雷达对其观测区域发射电磁波并接收回波，从而获得原始回波信号；机载SAR雷达以恒定速度v匀速直线运动nT时间内飞过的航线为合成孔径L_a，合成孔径L_a中含有机载SAR雷达的瞬时位置坐标信息，n为大于0的正整数，T表示机载SAR雷达的脉冲重复周期；合成孔径的中心为O，机载SAR雷达高度为H，机载SAR雷达的观测区域中心为S。

将合成孔径中心O到机载SAR雷达的观测区域中心S的连线O-S与理想航迹构成的平面记为斜距平面Ω，将合成孔径中心O到机载SAR雷达的观测区域中心S的连线O-S与理想航迹法线(图2(a)中虚线③)在斜距平面Ω上的夹角记为斜视角θ_sq；机载SAR雷达的理想航迹方向为方位向，在斜距平面上与方位向正交的方向为距离向；选取机载SAR雷达的观测区域中任意一点，记为点目标P。

以机载SAR雷达的观测区域中心S为原点，以机载SAR雷达匀速直线运动方向为x₁轴方向，设定x₁轴方向为正北方向，正东方向为y₁轴方向，根据右手法则确定z₁轴方向，从而构建Sx₁y₁z₁直角坐标系记录机载SAR雷达观测数据，则理想航迹下天线相位中心APC在Sx₁y₁z₁直角坐标系中的三维坐标为(X_I,Y_I,Z_I)；其中天线相位中心(Antenna PhaseCenter，APC)表示机载SAR雷达发射电磁波的等效相位中心，代表机载SAR雷达的准确瞬时位置。

机载SAR雷达实际工作时无法保持匀速直线运动，就会产生运动误差，机载SAR航迹变为如图2(a)实曲线②所示的真实航迹，使得在理想航迹前提下得到的成像算法不再适用，需要进一步考虑运动误差的补偿；在机载SAR雷达的原始回波信号获取过程中，利用机载SAR雷达自身携带的惯导系统得到机载SAR雷达三维运动误差量为(ΔX,ΔY,ΔZ)。

得到原始回波数据后，在斜距平面上对原始回波信号进行成像处理，如图2(b)所示，在斜距平面上重新定义坐标系，以机载SAR雷达的观测区域中心S为原点，以机载SAR雷达匀速直线运动方向为x轴方向，设定x轴方向为正北方向，则以正东方向在斜距平面的投影为y轴方向，构建Sxy平面直角坐标系。

在Sx₁y₁z₁直角坐标系下获取的原始回波信号投影到Sxy平面直角坐标系中进行成像处理，则真实航迹②下天线相位中心APC在斜距平面上的坐标为(X,Y)，

点目标P在斜距平面上的坐标为

(x_p,y_p)，机载SAR雷达的观测区域中心在斜距平面上的坐标为(0,0)，则天线相位中心APC到点目标P的瞬时斜距R_p(X)为：

其中，(X_I,Y_I,Z_I)表示理想航迹下天线相位中心在Sx₁y₁z₁直角坐标系中的三维坐标，(x_p,y_p)表示点目标P在斜距平面上的坐标，(X,Y)表示真实航迹②下天线相位中心APC在斜距平面上的坐标，天线相位中心APC到点目标P的瞬时斜距R_p(X)用图2(b)中虚线⑤表示。

步骤2，由机载SAR雷达接收原始回波信号，并对所述原始回波信号在距离频域依次进行距离匹配滤波、方位去斜Dechirp，得到方位去斜Dechirp后的二维波数域回波信号；其中方位去斜Dechirp是用真实航迹下天线相位中心APC到机载SAR雷达的观测区域中心S的瞬时斜距作为参考斜距R_a(X)，使用所述参考斜距R_a(X)对距离匹配滤波后的原始回波信号距离包络进行粗补偿，消除高阶距离徙动，所述参考斜距R_a(X)包含运动误差，表示为：

其中，参考斜距R_a(X)用图2(b)中实线④表示，(X,Y)表示真实航迹②下天线相位中心APC在斜距平面上的坐标，X表示真实航迹②下天线相位中心APC在斜距平面上的横坐标，Y表示真实航迹②下天线相位中心APC在斜距平面上的纵坐标，(X_I,Y_I,Z_I)表示理想航迹下天线相位中心APC在Sx₁y₁z₁直角坐标系中的坐标，△X表示机载SAR雷达沿Sx₁y₁z₁直角坐标系中x₁轴方向的运动误差分量，△Y表示机载SAR雷达沿Sx₁y₁z₁直角坐标系中y₁轴方向的运动误差分量，△Z表示机载SAR雷达沿Sx₁y₁z₁直角坐标系中z₁轴方向的运动误差分量。

则在发射信号为线性调频信号的前提下，得到方位去斜Dechirp后的二维波数域回波信号忽略幅度信息的表达式为s(f_r,X)：

其中，f_r表示距离频率，f_c表示机载SAR雷达发射电磁波的载频，C表示光速，X表示真实航迹②下天线相位中心APC在斜距平面上的横坐标。

此外，图2(b)中方位角θ_a定义为天线相位中心APC到机载SAR雷达的观测区域中心S的连线与理想航迹①法线的夹角，则：

其中，(X,Y)表示真实航迹②下天线相位中心APC在斜距平面上的坐标，此外根据图2(b)中几何关系得到机载SAR雷达的成像方位角θ：

θ＝θ_a-θ_sq

其中，θ_sq表示斜视角，θ表示机载SAR雷达的成像方位角，即天线相位中心APC到机载SAR雷达的观测区域中心S的连线APC-S关于方位零点(O-S连线)的相对角度；因此，成像方位角θ和方位角θ_a都是关于X的函数，X表示真实航迹②下天线相位中心APC在斜距平面上的横坐标；斜距平面上角度定义：以Sxy平面直角坐标系中y轴正向为角度原点，以逆时针方向为角度正方向，这样和斜视角的定义是一致的。

对方位去斜Dechirp后的二维波数域回波信号忽略幅度信息的表达式s(f_r,X)中R_p(X)-R_a(X)在(x_p,y_p)＝(0,0)处进行泰勒级数展开并省略高阶项，进而得到高阶距离徙动补偿后的回波信号s(f_r,θ)：

其中，(x_p,y_p)表示点目标P在斜距平面上的坐标。

步骤3，对所述高阶距离徙动补偿后的回波信号进行距离向插值，得到距离波数均匀化后的回波信号。

根据电磁波空间传播规律，定义径向波数波数与空间几何关系一一对应，如图2(b)所示，波数k_R、k_x、k_y与R_a,x',y'具有相同的几何关系；而此时的高阶距离徙动补偿后的距离频域方位时域回波信号就处于两维波数域(k_R,θ)域，由于聚束SAR回波数据的特点，此时回波数据在波数域呈极坐标格式均匀排列，极坐标算法的关键就是将其通过插值的方式转变为均匀直角坐标排列(k_x,k_y)，之后就可以利用傅里叶变换快速聚焦成像；而本发明的优点就在于不需要额外的运动补偿，而是能够直接在插值过程中实现运动补偿。

距离插值函数是用包含运动误差的真实天线位置坐标构造的，即在插值过程中考虑运动误差的影响，直接在插值过程中完成部分运动补偿:

其中，径向波数k_R是瞬时斜距R_a对应的空间角频率，k_y表示距离向波数，是成像场景纵坐标对应的空间角频率，θ_sq表示斜视角，R_a(X)表示参考斜距，(X,Y)表示真实航迹②下天线相位中心APC在斜距平面上的坐标。

使用距离向波数k_y对高阶距离徙动补偿后的回波信号s(f_r,θ)进行距离插值，得到距离波数均匀化后的回波信号s(k_y,θ)为：

s(k_y,θ)＝exp{-jk_y[(x_p cosθ_sq-y_p sinθ_sq)tanθ+(x_p sinθ_sq+y_p cosθ_sq)]}

步骤4，对所述距离波数均匀化后的回波信号进行方位向插值，得到二维波数均匀化的回波信号s(k_y,k_x)。

具体地，与步骤3操作类似，方位插值函数也是用包含运动误差的真实天线位置坐标构造的，直接在插值过程中完成对应的运动补偿工作:

其中，k_y表示距离向波数，是成像场景纵坐标对应的空间角频率，k_x表示方位向波数，是成像场景横坐标对应的空间角频率，θ_sq表示斜视角，(X,Y)表示真实航迹②下天线相位中心APC在斜距平面上的坐标，X表示真实航迹②下天线相位中心APC在斜距平面上的横坐标，Y表示真实航迹②下天线相位中心APC在斜距平面上的纵坐标。

使用方位向波数k_x对s(k_y,θ)进行方位插值，则方位插值后，得到二维波数均匀化的回波信号s(k_y,k_x)，其表达式为：

s(k_y,k_x)＝exp{-j[k_x(x_p cosθ_sq-y_p sinθ_sq)+k_y(x_p sinθ_sq+y_p cosθ_sq)]}

步骤5，经过两维视线极坐标插值(Line-Of-Sight Polar Interpolation，LOSPI)后，由于两维视线极坐标插值操作的横坐标中心沿视线方向定义，即插值操作在图2(b)中Sx'y'坐标系中进行，相当于最终成像时点目标P逆时针旋转θ_sq，得到逆时针旋转θ_sq后点目标目标P在斜距平面上的坐标，将所述逆时针旋转θ_sq后点目标P在斜距平面上的坐标记为点目标P的最终成像坐标(x'_p,y'_p)，也可以从回波信号相位中看出：

其中，x'_p表示点目标P的最终成像横坐标，y'_p表示点目标P的最终成像纵坐标。

然后将所述二维波数均匀化的回波信号s(k_y,k_x)进行转化得到两维波束均匀化的最终回波信号其表达式为：

最后对所述二维波数均匀化的最终回波信号做二维逆傅里叶变换，即可得到聚焦成像s(x',y')，其表达式为：

其中，IFFT2表示二维逆傅里叶变换，sinc表示辛格函数。

通过以下仿真实验对本发明效果作进一步验证说明。

1.仿真条件：

本发明在相同仿真条件下与只关于场景中心点做统一运动补偿的传统运补处理PFA(Conventional MOCO PFA，CMOCO-PFA)处理进行结果对比，仿真参数如表1所示：

表1点目标仿真参数

运动误差仿真如图3(a)和图3(b)所示。

2.仿真内容及结果分析：

仿真1：用本发明方法在30°斜视角下，对目标点A、B、C、D进行成像处理并与CMOCO-PFA结果进行对比；其中，点目标A、B、C、D以场景中心为原点，为避免坐标旋转造成的影响，方便分析，坐标分别设置为(0,0)、(209,-124)、(72,127)、(282,1.7)(单位为m)，根据旋转公式得最后成像坐标分别为(0,0)、(242,-2)、(-0.3,144.5)、(244,143)。而后对CMOCO-PFA和PPFA处理后的点目标进行成像，对比结果如图4(a)、图4(b)、图4(c)、图4(d)、图4(e)、图4(f)、图4(g)和图4(h)所示；两种方法的距离向成像情况基本相同，因此不再特意说明，主要考虑运动误差对方位成像的影响。图5(a)、图5(b)、图5(c)和图5(d)给出了4(a)～图4(h)中点目标A、B、C、D在两种算法下的方位脉冲响应曲线对比结果；表2用峰值旁瓣比(PSLR)、积分旁瓣比(ISLR)、脉冲响应宽度(IRW)三个参量衡量图5(a)～图5(d)的对比结果，CMOCO-PFA与PPFA的理想方位分辨率分别为0.7016m和0.6974m，基本相同。

表2仿真一目标点A、B、C方位脉冲响应曲线量化统计结果

仿真2：用本发明方法对实测数据处理，实测数据来自Ka波段机载SAR，实验参数与表1的仿真参数相同，除了为得到合适的对照点，对方位脉冲数减半而造成了方位分辨率降低，但实验证明相同方位脉冲数时的理想方位分辨率为0.61m，与仿真1一致。运动误差如图3(b)所示，斜视角为2.5239°。

图6给出了一段实验数据的PPFA处理结果，图中用矩形框标出了两块特征明显的场景，分别为场景1和场景2；另外在图中用圆圈标出了两个孤立散射点A、B；对场景1、场景2分别通过PPFA和CMOCO-PFA处理的结果如图7所示，图7(a)为PPFA关于场景1的处理结果局部放大图，图7(b)为CMOCO-PFA关于场景1的处理结果图局部放大图，图7(c)是PPFA关于场景2的处理结果局部放大图，图7(d)是CMOCO-PFA关于场景2的处理结果图局部放大图。

图8(a)和图8(b)为两种成像算法下，点目标A、B的方位脉冲响应函数对比结果，图8(a)为仿真二中点目标A的方位脉冲响应曲线图，图8(b)为仿真二中点目标B的方位脉冲响应曲线图；其中实线表示PPFA的点目标方位脉冲响应曲线。虚线为CMOCO-PFA的点目标方位脉冲响应曲线；表3为图8(a)和图8(b)中方位脉冲响应曲线的量化分析结果，理想方位分辨率均为1.22m，评价因子分别为峰值旁瓣比(PSLR)、积分旁瓣比(ISLR)和主波束宽度(IRW)。

表3仿真二目标点A、B方位脉冲响应曲线量化统计结果

3.仿真结果分析：

仿真1成像结果对比如图4所示，图4(a)为仿真一中，CMOCO-PFA算法点目标A的成像结果示意图，可以发现方位向除中心点A和D外，点B和点C均出现严重散焦现象；图4(b)为仿真一中，CMOCO-PFA算法点目标B的成像结果示意图，目标点A、B、C、D均能良好聚焦，说明PPFA对方位空变运动误差有很好的补偿作用；从5(a)～图5(d)和表2的对比结果中可知，仅对于方位中心点A和D，两种方法的聚焦效果相当，远离方位中心时，点B和点C的PPFA处理效果要明显优于CMOCO-PFA。

仿真2的成像结果对比如图7(a)～图7(d)所示，通过CMOCO-PFA处理后，点目标出现明显的散焦现象，而在PPFA的结果中得到一定的修正；图8(a)、图8(b)和表3的结果都显示PPFA明显优于CMOCO-PFA。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围；这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种运动误差参数化的极坐标SAR成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种运动误差参数化的极坐标SAR成像方法，其特征在于，在步骤1中，所述机载SAR雷达，还包括：

机载SAR雷达以恒定速度v直线运动形成理想航迹，并且机载SAR雷达以恒定速度v匀速直线运动nT时间内飞过的航线为合成孔径L_a，n为大于0的正整数，T表示机载SAR雷达的脉冲重复周期；合成孔径的中心为O，机载SAR雷达高度为H，机载SAR雷达的观测区域中心为S；

将合成孔径中心O到机载SAR雷达的观测区域中心S的连线O-S与理想航迹构成的平面记为斜距平面Ω，将合成孔径中心O到机载SAR雷达的观测区域中心S的连线O-S与理想航迹法线在斜距平面Ω上的夹角记为斜视角θ_sq；机载SAR雷达的理想航迹方向为方位向，在斜距平面上与方位向正交的方向为距离向；选取机载SAR雷达的观测区域中任意一点，记为点目标P；

以机载SAR雷达的观测区域中心S为原点，以机载SAR雷达匀速直线运动方向为x₁轴方向，设定x₁轴方向为正北方向，正东方向为y₁轴方向，根据右手法则确定z₁轴方向，从而构建Sx₁y₁z₁直角坐标系，则理想航迹下天线相位中心在Sx₁y₁z₁直角坐标系中的三维坐标为(X_I,Y_I,Z_I)；其中天线相位中心表示机载SAR雷达发射电磁波的等效相位中心；

以机载SAR雷达的观测区域中心S为原点，以机载SAR雷达匀速直线运动方向为x轴方向，设定x轴方向为正北方向，则以正东方向在斜距平面的投影为y轴方向，构建Sxy平面直角坐标系；

将真实航迹下天线相位中心在斜距平面上的坐标记为(X,Y)，

(ΔX,ΔY,ΔZ)表示机载SAR雷达三维运动误差量，△X表示机载SAR雷达沿Sx₁y₁z₁直角坐标系中x₁轴方向的运动误差分量，△Y表示机载SAR雷达沿Sx₁y₁z₁直角坐标系中y₁轴方向的运动误差分量，△Z表示机载SAR雷达沿Sx₁y₁z₁直角坐标系中z₁轴方向的运动误差分量；点目标P在斜距平面上的坐标为(x_p,y_p)，机载SAR雷达的观测区域中心在斜距平面上的坐标为(0,0)，则天线相位中心到点目标P的瞬时斜距R_p(X)为：

其中，(X_I,Y_I,Z_I)表示理想航迹下天线相位中心在Sx₁y₁z₁直角坐标系中的三维坐标，(x_p,y_p)表示点目标P在斜距平面上的坐标，(X,Y)表示真实航迹下天线相位中心在斜距平面上的坐标。

3.如权利要求2所述的一种运动误差参数化的极坐标SAR成像方法，其特征在于，在步骤2中，所述高阶距离徙动补偿后的回波信号，其得到过程为：

对所述原始回波信号在距离频域依次进行距离匹配滤波、方位去斜，得到方位去斜后的二维波数域回波信号；其中方位去斜是用真实航迹下天线相位中心到机载SAR雷达的观测区域中心S的瞬时斜距作为参考斜距R_a(X)，其表达式为：

其中，(X,Y)表示真实航迹下天线相位中心在斜距平面上的坐标，X表示真实航迹下天线相位中心在斜距平面上的横坐标，Y表示真实航迹下天线相位中心在斜距平面上的纵坐标，(X_I,Y_I,Z_I)表示理想航迹下天线相位中心在Sx₁y₁z₁直角坐标系中的坐标，△X表示机载SAR雷达沿Sx₁y₁z₁直角坐标系中x₁轴方向的运动误差分量，△Y表示机载SAR雷达沿Sx₁y₁z₁直角坐标系中y₁轴方向的运动误差分量，△Z表示机载SAR雷达沿Sx₁y₁z₁直角坐标系中z₁轴方向的运动误差分量；

然后得到方位去斜后的二维波数域回波信号忽略幅度信息的表达式为s(f_r,X)：

其中，f_r表示距离频率，f_c表示机载SAR雷达发射电磁波的载频，C表示光速，X表示真实航迹下天线相位中心在斜距平面上的横坐标，R_p(X)表示天线相位中心到点目标P的瞬时斜距；

将天线相位中心到机载SAR雷达的观测区域中心S的连线与理想航迹法线的夹角记为方位角θ_a，则：

进而得到机载SAR雷达的成像方位角θ：

θ＝θ_a-θ_sq

其中，θ_sq表示斜视角，θ表示机载SAR雷达的成像方位角；

最后，对方位去斜后的二维波数域回波信号忽略幅度信息的表达式s(f_r,X)中R_p(X)-R_a(X)在(x_p,y_p)＝(0,0)处进行泰勒级数展开，进而得到高阶距离徙动补偿后的回波信号s(f_r,θ)：

其中，(x_p,y_p)表示点目标P在斜距平面上的坐标。

4.如权利要求3所述的一种运动误差参数化的极坐标SAR成像方法，其特征在于，在步骤3中，所述距离向波数为k_y，其表达式为：

其中，f_r表示距离频率，f_c表示机载SAR雷达发射电磁波的载频，C表示光速；

所述距离波数均匀化后的回波信号为s(k_y,θ)，其表达式为：

s(k_y,θ)＝exp{-jk_y[(x_pcosθ_sq-y_psinθ_sq)tanθ+(x_psinθ_sq+y_pcosθ_sq)]}

其中，θ_sq表示斜视角，(x_p,y_p)表示点目标P在斜距平面上的坐标。

5.如权利要求4所述的一种运动误差参数化的极坐标SAR成像方法，其特征在于，在步骤4中，所述方位向波数为k_x，其表达式为：

其中，θ表示机载SAR雷达的成像方位角，X表示真实航迹下天线相位中心在斜距平面上的横坐标，Y表示真实航迹下天线相位中心在斜距平面上的纵坐标，k_y表示距离向波数，θ_sq表示斜视角；

所述二维波数均匀化的回波信号为s(k_y,k_x)，其表达式为：

s(k_y,k_x)＝exp{-j[k_x(x_pcosθ_sq-y_psinθ_sq)+k_y(x_psinθ_sq+y_pcosθ_sq)]}

其中，(x_p,y_p)表示点目标P在斜距平面上的坐标。

6.如权利要求5所述的一种运动误差参数化的极坐标SAR成像方法，其特征在于，在步骤5中，所述聚焦成像为s(x',y')，其表达式为：

其中，IFFT2表示二维逆傅里叶变换，θ_sq表示斜视角，sinc表示辛格函数，

x'_p＝x_pcosθ_sq-y_psinθ_sq，y'_p＝x_psinθ_sq+y_pcosθ_sq，k_y表示距离向波数，k_x表示方位向波数。