CN110297240B - 方位向宽波束合成孔径雷达的成像方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种方位向宽波束合成孔径雷达的成像方法、装置及计算机可读存储介质，其中所述成像方法包括：对回波数据在方位向进行分段，得到至少两个数据段；根据每个所述数据段分别采用时域后向投影算法进行成像，得到每个所述数据段对应的第一图像；确定各所述第一图像中的强散射点，根据所述强散射点确定各所述第一图像对应数据段的待补偿相位；对各所述数据段的待补偿相位进行拼接，得到全孔径待补偿相位；根据所述全孔径待补偿相位对所述回波数据进行补偿，并根据补偿后的所述回波数据采用时域后向投影算法进行成像，以得到与所述补偿后的回波数据对应的第二图像。本发明提升了低频段宽波束合成孔径雷达的成像质量，实现了精确聚焦。

Description

方位向宽波束合成孔径雷达的成像方法及装置
技术领域
本发明属于雷达技术领域，尤其涉及方位向宽波束合成孔径雷达的成像方法、装置及计算机可读存储介质。
背景技术
合成孔径雷达可搭载于飞机或卫星平台进行成像，具体通过发射宽带电磁波信号实现高的垂直航迹向，即距离向分辨率，并通过沿航迹运动形成合成孔径，实现高的沿航迹向，即方位向分辨率。合成孔径雷达可应用不同的载频，使得电磁波信号对地物的穿透性和后向散射特性不同。载频降低，会造成波长变长，电磁波信号对植被区域和土壤的穿透性越强，举例来说，P、L波段(225MHz-1550MHz)的电磁波的波长较长，穿透性较好，可用于植被生物量探测和浅层地面目标识别等。
在机载平台中，由于气流扰动等因素的存在，飞机的运动轨迹通常为曲线，而合成孔径雷达的成像理论均建立在直线飞行轨迹的基础上，因此在成像处理前需进行运动误差估计和补偿。传统的运动误差估计方式均采用窄波束近似，即认为合成孔径雷达的方位向波束宽度充分小，从而估计波束中心处的运动误差并统一补偿至整个方位向波束内。随着合成孔径雷达采用的电磁波的波长的增加，采用这种传统的窄波束近似处理得到的图像质量下降，图像容易出现散焦。
发明内容
本发明实施提供了一种方位向宽波束合成孔径雷达的成像方法、装置及计算机可读存储介质，能够提升图像的成像质量，实现精确聚焦。
本发明实施例的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供了一种方位向宽波束合成孔径雷达的成像方法，包括：
对合成孔径雷达接收到的回波数据在方位向进行分段，得到至少两个数据段；
根据每个所述数据段分别采用时域后向投影算法进行成像，得到每个所述数据段对应的第一图像；
确定各所述第一图像中的强散射点，根据所述强散射点确定各所述第一图像对应数据段的待补偿相位；
对各所述数据段的待补偿相位进行拼接，得到全孔径待补偿相位；
根据所述全孔径待补偿相位对所述回波数据进行补偿，并根据补偿后的所述回波数据采用时域后向投影算法进行成像，以得到与所述补偿后的回波数据对应的第二图像。
本发明实施例提供了一种方位向宽波束合成孔径雷达的成像装置，包括：
分段单元，用于对合成孔径雷达接收到的回波数据在方位向进行分段，得到至少两个数据段；
第一成像单元，用于根据每个所述数据段分别采用时域后向投影算法进行成像，得到每个所述数据段对应的第一图像；
确定单元，用于确定各所述第一图像中的强散射点，根据所述强散射点确定各所述第一图像对应数据段的待补偿相位；
拼接单元，用于对各所述数据段的待补偿相位进行拼接，得到全孔径待补偿相位；
第二成像单元，用于根据所述全孔径待补偿相位对所述回波数据进行补偿，并根据补偿后的所述回波数据采用时域后向投影算法进行成像，以得到与所述补偿后的回波数据对应的第二图像。
本发明实施例提供了一种方位向宽波束合成孔径雷达的成像装置，所述装置包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现：
对合成孔径雷达接收到的回波数据在方位向进行分段，得到至少两个数据段；
根据每个所述数据段分别采用时域后向投影算法进行成像，得到每个所述数据段对应的第一图像；
确定各所述第一图像中的强散射点，根据所述强散射点确定各所述第一图像对应数据段的待补偿相位；
对各所述数据段的待补偿相位进行拼接，得到全孔径待补偿相位；
根据所述全孔径待补偿相位对所述回波数据进行补偿，并根据补偿后的所述回波数据采用时域后向投影算法进行成像，以得到与所述补偿后的回波数据对应的第二图像。
本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现：
对合成孔径雷达接收到的回波数据在方位向进行分段，得到至少两个数据段；
根据每个所述数据段分别采用时域后向投影算法进行成像，得到每个所述数据段对应的第一图像；
确定各所述第一图像中的强散射点，根据所述强散射点确定各所述第一图像对应数据段的待补偿相位；
对各所述数据段的待补偿相位进行拼接，得到全孔径待补偿相位；
根据所述全孔径待补偿相位对所述回波数据进行补偿，并根据补偿后的所述回波数据采用时域后向投影算法进行成像，以得到与所述补偿后的回波数据对应的第二图像。
本发明实施例的有益效果是：
本发明实施例对合成孔径雷达接收到的回波数据进行分段，确定得到的每个数据段对应的待补偿相位，将各待补偿相位进行拼接得到全孔径待补偿相位，根据全孔径待补偿相位对回波数据进行补偿，并根据补偿后的回波数据成像，以得到与补偿后的回波数据对应的图像。本发明实施例根据拼接得到的全孔径待补偿相位对回波数据进行补偿，从而提升了低频段宽波束合成孔径雷达成像质量，实现了图像的精确聚焦。
附图说明
图1是本发明实施例提供的方位向宽波束合成孔径雷达的成像方法的实现流程图；
图2是本发明实施例提供的对合成孔径雷达接收到的回波数据在方位向进行分段，得到至少两个数据段的实现流程图；
图3是本发明实施例提供的不同数据段对应的飞行轨迹位置示意图；
图4是本发明实施例提供的对各数据段的待补偿相位进行拼接，得到全孔径待补偿相位的实现流程图；
图5是本发明实施例提供的数据段示意图；
图6是本发明实施例提供的根据每个数据段分别采用时域后向投影算法进行成像，得到每个数据段对应的第一图像的实现流程图；
图7是本发明实施例提供的确定第一图像中的强散射点的实现流程图；
图8是本发明实施例提供的根据强散射点确定第一图像对应数据段的待补偿相位的实现流程图；
图9是本发明实施例提供的得到精确聚焦图像的实现流程图；
图10是本发明实施例提供的相位误差曲线；
图11是本发明实施例提供的不对回波数据进行补偿所得到的成像结果；
图12是本发明实施例提供的采用方位向宽波束合成孔径雷达的成像方法对回波数据进行补偿后所得到的成像结果；
图13是本发明实施例提供的图11和图12的方框内图像的放大图；
图14是本发明实施例提供的方位向宽波束合成孔径雷达的成像装置的结构框图；
图15是本发明实施例提供的方位向宽波束合成孔径雷达的成像装置的示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
图1示出了本发明实施例提供的方位向宽波束合成孔径雷达的成像方法的实现流程，详述如下：
在S101中，对合成孔径雷达接收到的回波数据在方位向进行分段，得到至少两个数据段。
合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)作为一种高分辨率成像雷达，通常搭载于飞机或卫星，随着飞机或卫星的运动进行地面成像。对于机载平台，由于气流扰动等因素，飞机的运动轨迹通常为曲线，因此在成像处理前，需进行运动误差估计和补偿。在传统的运动误差估计方式中，通常采用窄波束近似，即认为合成孔径雷达的方位向波束宽度充分小，从而估计波束中心处的运动误差并补偿至整个方位向波束内。
但是，发明人在实施本发明的过程中发现，在一些应用场景中，合成孔径雷达可能采用波长较长的电磁波进行地面探测，如采用P、L波段的电磁波进行植被生物量探测和浅层地面目标识别等，根据天线理论，天线的波束宽度与波长成正比关系，随着波长的增加，波束宽度增大。而随着波束宽度的增大，采用传统的窄波束近似带来的相位误差逐渐增加，波束边缘位置处的运动误差更加明显，导致最终生成的图像质量下降，容易出现散焦。
针对上述情况，在本发明实施例中，对宽波束合成孔径雷达接收到的回波数据在方位向进行分段，得到至少两个数据段，其中，回波数据是指合成孔径雷达发射出的电磁波遇到目标物后反射、散射，又被合成孔径雷达接收所得到的数据。本发明实施例对回波数据的分段方式不做限定，如可将合成孔径雷达经过设定距离的期间所接收到的回波数据单独归为一个数据段。
在S102中，根据每个所述数据段分别采用时域后向投影算法进行成像，得到每个所述数据段对应的第一图像。
根据分段得到的每个数据段，分别采用时域后向投影算法进行成像，为了便于区分，将成像所得到的图像命名为第一图像。举例来说，当分段得到的数据段包括数据段A和数据段B时，则根据数据段A采用时域后向投影算法(Back Projection Algorithm，BPA)进行成像得到第一图像A，根据数据段B采用时域后向投影算法进行成像得到第一图像B。
在S103中，确定各所述第一图像中的强散射点，根据所述强散射点确定各所述第一图像对应数据段的待补偿相位。
由于在生成第一图像前未经过运动误差估计及补偿，故在本发明实施例中，确定各第一图像中的强散射点，确定强散射点对应的待补偿相位，将该待补偿相位确定为生成该第一图像所用数据段的待补偿相位，其中，该待补偿相位用于补偿该数据段，从而消除机载平台在接收该数据段时运行轨迹偏移所带来的运动误差，相位是描述信号波形变化的单位。值得说明的是，由于强散射点的亮度通常较高，故可根据亮度来确定第一图像中的强散射点，具体内容在后文进行阐述。
在S104中，对各所述数据段的待补偿相位进行拼接，得到全孔径待补偿相位。
数据段是对合成孔径雷达接收到的回波数据进行分段得到的，故当得到各数据段的待补偿相位时，对各待补偿相位进行拼接，得到与完整的回波数据对应的全孔径待补偿相位。根据回波数据的分段方式不同，对各待补偿相位的拼接方式也不同，例如分段得到的各个数据段互不重叠，则可直接对各待补偿相位进行拼接；如分段得到的数据段之间存在重叠，则对各待补偿相位进行处理后再进行拼接，保证得到的全孔径待补偿相位与完整的回波数据在时域上相匹配。
在S105中，根据所述全孔径待补偿相位对所述回波数据进行补偿，并根据补偿后的所述回波数据采用时域后向投影算法进行成像，以得到与所述补偿后的回波数据对应的第二图像。
为了消除机载平台在接收回波数据时运行轨迹偏移所带来的运动误差，将全孔径待补偿相位补偿入分段前的回波数据中，再根据补偿后的回波数据，再次采用时域后向投影算法进行成像，以得到与所述补偿后的回波数据对应的第二图像，该第二图像即为精确聚焦的全场景图像。同样地，可应用时域后向投影算法对补偿后的回波数据进行处理得到第二图像。
通过发明实施例中对于图1的上述示例性实施可知，本发明实施例对回波数据在方位向进行分段得到至少两个数据段，根据每个数据段分别进行成像，得到每个数据段对应的第一图像，确定各第一图像中的强散射点，根据强散射点确定第一图像对应数据段的待补偿相位，对各数据段的待补偿相位进行拼接，得到全孔径待补偿相位，根据全孔径待补偿相位对回波数据进行补偿，并根据补偿后的回波数据进行成像，以得到与补偿后的回波数据对应的第二图像，本发明实施例通过分段得到各待补偿相位，再将各待补偿相位拼接，提升了对回波数据进行补偿的准确性，提升了最终得到的图像质量，实现了图像的精确聚焦。
图2所示，是本发明实施例提供的对合成孔径雷达接收到的回波数据在方位向进行分段，得到至少两个数据段的实现流程图，如图2所示，可以包括以下步骤：
在S201中，确定合成孔径雷达的合成孔径宽度。
合成孔径雷达在接收回波数据的同时，其所在的机载平台是运动的，在合成孔径雷达的工作机制中，为了达到一定的方位向分辨率，须对一个地点连续观测，即对该地点以脉冲工作模式发射电磁波，并接收回波数据。为了保证数据段对应场景中的每个点在合成孔径雷达接收该数据段的时长内为连续波束照射，在本发明实施例中，根据合成孔径雷达的系统参数信息确定合成孔径雷达的合成孔径宽度。值得说明的是，在本发明实施例中，方位向即为沿航迹方向，距离向即为垂直航迹方向，回波数据或数据段对应的场景是合成孔径雷达发射的电磁波在地面上形成的探测区域。
具体地，假设合成孔径雷达发射的电磁波的载频为fc，则可得到电磁波的波长λ＝c/fc，其中c为光速。假设合成孔径雷达的方位向天线长度为La，则可确定波束宽度θbw为：
θbw＝λ/La (1)
假设合成孔径雷达发射电磁波的时刻为零时刻，发射电磁波的时间宽度，即脉冲宽度为Tp，数据采样起始时刻为Tws，采样点数为Nr，距离向采样频率为Fs，其中，数据采样起始时刻为合成孔径雷达接收到场景中距雷达最近的点返回的电磁波的时刻，采样点数为接收到的回波数据对应场景中的点数，距离向采样频率要求大于发射电磁波信号的带宽。从而，可确定合成孔径雷达与场景中距雷达最近的点之间的距离Rnear为：
Figure BDA0002108488490000081
由于距离向采样频率为Fs，那么场景中一个点的采样时长为
Figure BDA0002108488490000082
则可确定场景中一个点的宽度Δr为：
Figure BDA0002108488490000083
将接收到的回波数据对应场景的中间点确定为场景中心，可得到该场景中心与距合成孔径雷达最近的点之间的距离为
Figure BDA0002108488490000084
进一步确定该场景中心的零多普勒距离R0为：
Figure BDA0002108488490000085
零多普勒距离是场景中心对应的零多普勒平面内，场景中心与航线之间的距离，根据公式(4)和波束宽度θbw，确定方位向的合成孔径宽度Ls：
Ls＝2×R0×tan(θbw/2) (5)
在S202中，当所述合成孔径雷达在方位向的运行距离达到所述合成孔径宽度的一半时，将接收到的回波数据归为一个数据段，得到至少两个数据段，其中，所述运行距离以上一个数据段对应航迹的中间位置为起点开始记录。
根据确定的合成孔径宽度的一半将回波数据划分为至少两个数据段，具体地，当合成孔径雷达在方位向的运行距离达到合成孔径宽度的一半，即Ls/2时，将这期间接收到的回波数据归为一个数据段，其中，除了第一个数据段对应的运行距离之外，运行距离均以上一个数据段对应航迹的中间位置为零点开始记录，保证相邻的两个数据段之间存在部分重合，从而保证后续估计得到的相邻两个数据段的待补偿相位的连续性，避免后续拼接时出现割裂现象。
为了更好地理解本发明实施例的内容，提供了如图3所示的不同数据段对应的飞行轨迹位置示意图，在图3中，飞行轨迹即航迹，合成孔径雷达的合成孔径宽度为Ls，图3中上方和下方的加粗区域分别表示根据Ls/2划分的相邻两个数据段对应的场景，上方划分的数据段对应的场景中包括地面网格1，下方划分的数据段对应的场景中包括地面网格2，地面网格1和地面网格2均包括多个场景网格点，场景网格点的设置方式在后文进行阐述。在图3中，地面网格1和地面网格2存在重合段，即地面网格1和地面网格2均包括位于重合段的场景网格点，并且，无论是对于地面网格1对应的还是地面网格2对应的数据段来说，均包含位于重合段的场景网格点对应的回波数据。
通过发明实施例中对于图2的上述示例性实施可知，本发明实施例确定合成孔径雷达的合成孔径宽度，当合成孔径雷达在方位向的运行距离达到合成孔径宽度的一半时，将接收到的回波数据归为一个数据段，得到至少两个数据段，其中，运行距离以上一个数据段对应航迹的中间位置为起点开始记录，本发明实施例提升了相邻数据段之间的连续性，避免后续拼接时出现相位割裂的现象。
图4所示，是本发明实施例提供的对各数据段的待补偿相位进行拼接，得到全孔径待补偿相位的实现流程图，如图4所示，可以包括以下步骤：
在S401中，将任意两个相邻数据段的待补偿相位划分为拼接待补偿相位和偏置待补偿相位，其中，前一个数据段的偏置待补偿相位为所述前一个数据段的后四分之一的待补偿相位，后一个数据段的偏置待补偿相位为所述后一个数据段的前四分之一的待补偿相位。
遍历分段得到的至少两个数据段，将任意两个相邻数据段的待补偿相位划分为拼接待补偿相位和偏置待补偿相位，其中，拼接待补偿相位用于进行拼接，偏置待补偿相位用于进行相位偏置估计。具体地，将两个相邻数据段中前一个数据段的后四分之一的待补偿相位划分为偏置待补偿相位，将后一个数据段的前四分之一的待补偿相位划分为偏置待补偿相位。
为了便于理解，本发明实施例提供了如图5所示的数据段示意图，在图5中，对回波数据进行分段得到数据段1、数据段2、数据段3……数据段N，N为大于3的整数，图5中的加粗部分即φ代表偏置待补偿相位，其余部分即ψ代表拼接待补偿相位。可以确定，对于第一个数据段来说，其前四分之三的待补偿相位均为拼接待补偿相位；对于最后一个数据段来说，其后四分之三的待补偿相位均为拼接待补偿相位；对于位于中间的数据段来说，其前四分之一和后四分之一的待补偿相位均为偏置待补偿相位。
在S402中，计算所述前一个数据段的偏置待补偿相位与所述后一个数据段的偏置待补偿相位之间的相差相位，并对所述相差相位进行一阶拟合得到拟合系数。
在本步骤中，计算前一个数据段的偏置待补偿相位与后一个数据段的偏置待补偿相位之间的相差相位，其中，前一个数据段的偏置待补偿相位特指前一个数据段的后四分之一的待补偿相位，后一个数据段的偏置待补偿相位特指后一个数据段的前四分之一的待补偿相位。对计算出的相差相位进行一阶拟合得到拟合系数，具体用一阶多项式来拟合相差相位，拟合系数实质上为一阶多项式中的项的系数。
为了便于理解，以图5中相邻的数据段1和数据段2进行举例说明，则得到的相差相位为(φ1-φ21)，用一阶多项式拟合(φ1-φ21)这个相位，根据得到的一阶多项式确定拟合系数P0和P1。
在S403中，根据所述拟合系数确定所述后一个数据段相对于所述前一个数据段的线性变化相位，在所述后一个数据段的拼接待补偿相位中去除所述线性变化相位。
拟合系数体现了相差相位(φ1-φ21)的线性变化关系，在本步骤中，将该线性变化关系转化至后一个数据段内，即根据拟合系数确定后一个数据段相对于前一个数据段的线性变化相位。然后，在后一个数据段的拼接待补偿相位中去除线性变化相位，以消除后一个数据段与前一个数据段之间的线性偏置。
举例来说，假设图5中数据段2的拼接待补偿相位的数据长度为Nψ，数据的采样间隔为Δη，则可得到数据段2的拼接待补偿相位中不同数据点对应的时刻tn＝n·Δη，其中，采样间隔为方位向的脉冲间隔，n为大于零且不大于Nψ的整数。并且，假设拟合系数P0是一阶多项式中的常数项，拟合系数P1是一阶多项式中一次项的系数，则可得到数据段2相对于数据段1的线性变化相位Δφ(P0,P1)＝P0+P1·tn。在数据段2的拼接待补偿相位中去除该线性变化相位，即：
Figure BDA0002108488490000111
在S404中，确定所述后一个数据段的拼接待补偿相位与所述前一个数据段的偏置待补偿相位之间的偏置值，在所述后一个数据段的拼接待补偿相位中去除所述偏置值。
为了避免前一个数据段与后一个数据段在拼接点出现相位差异过大的情况，确定后一个数据段的拼接待补偿相位与前一个数据段的偏置待补偿相位之间的偏置值，在后一个数据段的拼接待补偿相位中去除该偏置值。
同样以图5中的数据段1和数据段2进行说明，则数据段2的拼接待补偿相位与数据段1的偏置待补偿相位之间的偏置值为ψ2(1)-φ1(1)，将其从数据段2的拼接待补偿相位中去除，得到更新后的拼接待补偿相位：
Figure BDA0002108488490000112
在S405中，将所述前一个数据段的拼接待补偿相位与所述后一个数据段的拼接待补偿相位进行拼接，将拼接各所述数据段的拼接待补偿相位所得到的相位确定为全孔径待补偿相位。
将前一个数据段的拼接待补偿相位与后一个数据段的拼接待补偿相位进行拼接。将得到的至少两个数据段均按上述方法进行处理并拼接后，将最终得到的相位确定为全孔径待补偿相位，记为ψ(η)，得到的全孔径待补偿相位与分段前的回波数据在时域上相匹配。
通过发明实施例中对于图4的上述示例性实施可知，本发明实施例将任意两个相邻数据段的待补偿相位划分为拼接待补偿相位和偏置待补偿相位，在后一个数据段的拼接待补偿相位中去除线性变化相位，并去除偏置值，将前一个数据段的拼接待补偿相位与后一个数据段的拼接待补偿相位进行拼接，将拼接各数据段的拼接待补偿相位所得到的相位确定为全孔径待补偿相位，本发明实施例对后一个数据段的拼接待补偿相位进行更新后再拼接，提升了最终得到的全孔径待补偿相位的平稳性。
图6所示，是本发明实施例提供的根据每个数据段分别采用时域后向投影算法进行成像，得到每个数据段对应的第一图像的实现流程图，如图6所示，可以包括以下步骤：
在S601中，设置场景网格点的距离向宽度和方位向宽度。
场景网格点是成像的最小像素单元，在本发明实施例中，设置场景网格点的距离向宽度和方位向宽度，便于进行成像。距离向宽度和方位向宽度可根据实际应用场景进行设置，为了保证成像效果，也可应用下述方式进行设置。
假设场景中心与航线之间的距离为R0，具体见公式(4)，并假设合成孔径雷达相对于场景中心的下视角为θ0，则合成孔径雷达在地面的投影与场景中心之间的距离为：
Rg＝R0×sinθ0 (8)
合成孔径雷达采用侧视成像模式，电磁波沿着合成孔径雷达和目标的连线方向传输，得到的回波实质上为地面的目标到该连线的投影。该连线上的分辨率即为距离向分辨率，具体为光速与电磁波的两倍带宽之间的相除结果，将该连线上的图像重新投影到地面，则可得到地距向分辨率ρr为：
Figure BDA0002108488490000131
在公式(9)中，θ为合成孔径雷达相对于场景中各个点的下视角，Bd为电磁波信号的带宽。在本发明实施例中，以场景中心的地距向分辨率为基础，设置场景网格点的距离向宽度ρgr＝0.8×ρr(θ0)。
设波束宽度为θbw，则可得到方位向分辨率ρa为：
ρa＝Vr/Ba (10)
在公式(10)中，Vr是飞机沿航迹方向，即方位向的速度，Ba为方位向带宽，方位向带宽表示的是方位向的多普勒频带宽度，可近似表示为
Figure BDA0002108488490000132
为满足采样定理的要求，通常使用脉冲重复频率(Pulse Repetition Frequency，PRF)来替代Ba，其中PRF的值稍大于Ba。进一步地，设置场景网格点的方位向宽度ρga＝0.8×Vr/PRF。
在S602中，根据所述距离向宽度和所述方位向宽度确定所述数据段对应场景中的场景网格点。
在根据数据段进行成像时，根据设置的距离向宽度和方位向宽度在数据段对应的场景中划分网格，得到所有场景网格点。
在S603中，根据每个所述数据段和对应的所述场景网格点，采用时域后向投影算法进行成像，得到每个所述数据段对应的第一图像。
对于每个数据段，根据该数据段和该数据段对应的场景网格点，采用时域后向投影算法进行成像，得到每个数据段对应的第一图像。值得说明的是，根据补偿后的回波数据进行成像的过程与根据数据段进行成像的过程类似，即根据设置的距离向宽度和方位向宽度在补偿后的回波数据对应的场景中划分网格，得到所有场景网格点，根据补偿后的回波数据和对应的场景网格点再次采用时域后向投影算法进行成像，得到第二图像。
通过发明实施例中对于图6的上述示例性实施可知，本发明实施例设置场景网格点的距离向宽度和方位向宽度，根据距离向宽度和方位向宽度确定数据段对应场景中的场景网格点，根据每个数据段和对应的场景网格点分别进行成像，得到每个数据段对应的第一图像，本发明实施例通过设置场景网格点的宽度，提升了成像流程的完整性。
图7所示，是本发明实施例提供的确定各第一图像中的强散射点的实现流程图，如图7所示，可以包括以下步骤：
在S701中，确定所述第一图像中亮度高于设定的亮度阈值的场景网格点。
在本发明实施例中，确定各第一图像中的强散射点，为了便于说明，后文以对单个第一图像进行操作的过程进行阐述。具体地，确定第一图像中亮度高于设定的亮度阈值的场景网格点。亮度阈值可根据实际应用场景进行设置，在一种实现方式中，也可根据第一图像中最高的亮度设定亮度阈值，如将亮度阈值设置为第一图像中最高的亮度的80％。
在S702中，以所述场景网格点为中心构建网格区域，确定处于中心的所述场景网格点与所述网格区域中其他场景网格点之间的亮度比例。
以确定出的场景网格点为中心构建网格区域，网格区域的规模可根据实际应用场景进行设置，如设置为64*64，并确定处于中心的场景网格点与网格区域中其他场景网格点之间的亮度比例，值得说明的是，上述的网格区域中其他场景网格点并不包括处于中心的场景网格点。
在S703中，当所述亮度比例满足比例条件时，将所述亮度比例对应的处于中心的所述场景网格点确定为强散射点。
导致场景网格点亮度高的原因除了相位误差之外，还包括地面的特殊景物的影响，如在对一片屋顶进行成像后，其对应的场景网格点的亮度通常较高。故在本发明实施例中，设定比例条件，当亮度比例满足比例条件时，将亮度比例对应的处于中心的场景网格点确定为强散射点。由于相位误差导致的高亮度场景网格点通常是孤立的，即其周围的场景网格点的亮度通常较低，故可将比例条件设置为超过比例阈值的亮度比例的个数达到设定数量，以确定在亮度上孤立的处于中心的场景网格点。值得说明的是，当存在至少两个满足比例条件的亮度比例对应的处于中心的场景网格点时，则可随机选择其中的一个处于中心的场景网格点作为强散射点。
通过发明实施例中对于图7的上述示例性实施可知，本发明实施例确定第一图像中亮度高于设定的亮度阈值的场景网格点，以该场景网格点为中心构建网格区域，确定处于中心的场景网格点与网格区域中其他场景网格点之间的亮度比例，当亮度比例满足比例条件时，将亮度比例对应的处于中心的场景网格点确定为强散射点，本发明实施例通过设定比例条件，将在亮度上孤立的处于中心的场景网格点作为强散射点，避免将受特殊景物影响形成的高亮度场景网格点确定为强散射点，提升了确定出的强散射点的准确性。
图8所示，是本发明实施例提供的根据强散射点确定各第一图像对应数据段的待补偿相位的实现流程图，如图8所示，可以包括以下步骤：
在S801中，确定所述强散射点的残余相位误差，对所述残余相位误差进行相位解缠绕得到无缠绕残余相位误差。
在本发明实施例中，根据各第一图像的强散射点确定各第一图像对应数据段的待补偿相位，为了便于理解，后文以单个第一图像进行说明。将合成孔径雷达发射的电磁波信号进行距离向匹配滤波后，距离压缩信号scom(t,η)可表示为
Figure BDA0002108488490000151
在公式(11)中，η为方位向时刻，t是距离向时间，A0为电磁波信号的振幅，R(η)表示方位向时刻为η时，场景中的目标点与合成孔径雷达之间的斜距，Rreal(η)表示真实斜距。具体地，假设方位向时刻为η时，合成孔径雷达的位置向量为
Figure BDA0002108488490000152
目标点的位置为
Figure BDA0002108488490000153
则目标点与合成孔径雷达之间的斜距
Figure BDA0002108488490000154
从而，可得到场景网格点
Figure BDA0002108488490000155
的散射系数
Figure BDA0002108488490000156
为：
Figure BDA0002108488490000161
在公式(12)中，Na为场景网格点
Figure BDA0002108488490000162
所在数据段对应的所有方位向的场景网格点的数量，
Figure BDA0002108488490000163
表示根据预设的飞机航迹计算得到的，在方位向时刻为η时，场景网格点
Figure BDA0002108488490000164
与合成孔径雷达之间的理想斜距。由于飞机在运行过程中可能偏移航迹，存在运动误差，根据预设的飞机航迹计算得到的理想斜距
Figure BDA0002108488490000165
与真实斜距
Figure BDA0002108488490000166
存在偏差，从而在公式(12)的相干积累中存在相位误差，导致出现散焦。
针对上述情况，假设确定出的强散射点为
Figure BDA0002108488490000167
则根据公式(12)确定强散射点的残余相位误差
Figure BDA0002108488490000168
Figure BDA0002108488490000169
Figure BDA00021084884900001610
在公式(13)中，ang{}表示取相位的操作。针对提取的残余相位误差，通过一维相位解缠绕操作，得到无缠绕残余相位误差
Figure BDA00021084884900001611
在S802中，对所述无缠绕残余相位误差进行滤波，并对滤波后的所述无缠绕残余相位误差进行三阶拟合，得到相位误差项。
对无缠绕残余相位误差进行滤波，并对滤波后的无缠绕残余相位误差进行三阶拟合，用一个三阶多项式拟合滤波后的无缠绕残余相位误差，即：
Figure BDA00021084884900001612
由于常数项的存在是因为在处理的时候引入的平均相位，线性相位项表示聚焦后点的位置，故常数项和线性相位项不影响成像质量，将其余的两项确定为相位误差项
Figure BDA00021084884900001613
即：
Figure BDA00021084884900001614
在一种实现方式中，将无缠绕残余相位误差变换至频域，对频域中的无缠绕残余相位误差进行加窗处理；将加窗处理后的无缠绕残余相位误差变换至时域。在进行滤波时，可将无缠绕残余相位误差经快速傅里叶变换(Fast Fourier Transformation，FFT)变化至频域，并对频域中的无缠绕残余相位误差进行加窗处理，从而提取出有效的信号，加窗函数可根据实际应用场景进行设置。将加窗处理后的无缠绕残余相位误差经快速傅里叶逆变换(Inverse Fast Fourier Transform，IFFT)变化至时域。通过上述方法提升了无缠绕残余相位误差的易处理程度，便于进行三阶拟合。
在S803中，根据所述相位误差项确定待补偿相位。
对相位误差项执行取相反数的操作，得到待补偿相位，即待补偿相位为
Figure BDA0002108488490000171
并将该强散射点对应的待补偿相位作为该强散射点所在的数据段对应的待补偿相位。值得说明的是，假设最终拼接得到的全孔径待补偿相位为ψ(η)，则根据补偿后的回波数据进行成像后，场景网格点
Figure BDA0002108488490000172
的散射系数为：
Figure BDA0002108488490000173
通过发明实施例中对于图8的上述示例性实施可知，本发明实施例确定强散射点的残余相位误差，对残余相位误差进行相位解缠绕得到无缠绕残余相位误差，对无缠绕残余相位误差进行滤波，并对滤波后的无缠绕残余相位误差进行三阶拟合，得到相位误差项，根据相位误差项确定待补偿相位，本发明实施例提升了确定出的待补偿相位的准确性。
为了更好地理解本发明实施例的内容，提供了如图9所示的得到精确聚焦图像的实现流程图，在图9中，接收回波数据，并根据合成孔径雷达的系统参数信息，如电磁波的载频及方位向天线长度等进行回波数据分段及场景设置，场景设置操作具体为对数据段对应的场景划分网格并确定场景网格点。将n设置为1，从第n个数据段开始，进行初始成像得到第一图像，选择第一图像中的强散射点目标，求取强散射点的残余相位误差，进一步求得待补偿相位，并对待补偿相位执行拼接操作。当各段数据初始成像未完成时，执行n＝n+1的操作，重复执行对第n个数据段进行初始成像及后续操作；当各段数据初始成像完成时，根据拼接得到的全孔径待补偿相位对完整的回波数据进行补偿，并根据补偿后的全部回波数据进行精确成像，得到精确聚焦图像，即第二图像。
为了更好的理解本发明实施例的有益效果，采用机载P波段合成孔径雷达获取的场景回波信号，并将回波数据进行分段得到三个数据段的方式进行验证，得到如图10所示的相位误差曲线，图像的聚焦程度和成像效果提高。另外，提供了如图11所示的不对回波数据进行补偿所得到的成像结果，如图12所示的采用方位向宽波束合成孔径雷达的成像方法对回波数据进行补偿后所得到的成像结果，图11和图12中的方框用于说明成像效果的差异，从图中可确定，图11中出现了明显的散焦现象，而图12中的聚焦效果明显。放大后的方框内图像如图13所示，图13的左侧为图12方框中的图像，图13的右侧为图11方框中的图像。
应理解，上述实施例中各步骤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。
对应于上文实施例所述的方位向宽波束合成孔径雷达的成像方法，图14示出了本发明实施例提供的方位向宽波束合成孔径雷达的成像装置的结构框图，参照图14，该成像装置包括：
分段单元141，用于对方位向宽波束合成孔径雷达接收到的回波数据在方位向进行分段，得到至少两个数据段；
第一成像单元142，用于根据每个所述数据段分别采用时域后向投影算法进行成像，得到每个所述数据段对应的第一图像；
确定单元143，用于确定各所述第一图像中的强散射点，根据所述强散射点确定所述第一图像对应数据段的待补偿相位；
拼接单元144，用于对各所述数据段的待补偿相位进行拼接，得到全孔径待补偿相位；
第二成像单元145，用于根据所述全孔径待补偿相位对所述回波数据进行补偿，并根据补偿后的所述回波数据采用时域后向投影算法进行成像，以得到与所述补偿后的回波数据对应的第二图像。
在一种实现方式中，分段单元141还用于：
确定合成孔径雷达的合成孔径宽度；
当所述合成孔径雷达在方位向的运行距离达到所述合成孔径宽度的一半时，将接收到的回波数据归为一个数据段，得到至少两个数据段，其中，所述运行距离以上一个数据段对应航迹的中间位置为起点开始记录。
在一种实现方式中，拼接单元144还用于：
将任意两个相邻数据段的待补偿相位划分为拼接待补偿相位和偏置待补偿相位，其中，前一个数据段的偏置待补偿相位为所述前一个数据段的后四分之一的待补偿相位，后一个数据段的偏置待补偿相位为所述后一个数据段的前四分之一的待补偿相位；
计算所述前一个数据段的偏置待补偿相位与所述后一个数据段的偏置待补偿相位之间的相差相位，并对所述相差相位进行一阶拟合得到拟合系数；
根据所述拟合系数确定所述后一个数据段相对于所述前一个数据段的线性变化相位，在所述后一个数据段的拼接待补偿相位中去除所述线性变化相位；
确定所述后一个数据段的拼接待补偿相位与所述前一个数据段的偏置待补偿相位之间的偏置值，在所述后一个数据段的拼接待补偿相位中去除所述偏置值；
将所述前一个数据段的拼接待补偿相位与所述后一个数据段的拼接待补偿相位进行拼接，将拼接各所述数据段的拼接待补偿相位所得到的相位确定为全孔径待补偿相位。
在一种实现方式中，第一成像单元142还用于：
设置场景网格点的距离向宽度和方位向宽度；
根据所述距离向宽度和所述方位向宽度确定所述数据段对应场景中的场景网格点；
根据每个所述数据段和对应的所述场景网格点，采用时域后向投影算法进行成像，得到每个所述数据段对应的第一图像。
在一种实现方式中，确定单元143还用于：
确定所述第一图像中亮度高于设定的亮度阈值的场景网格点；
以所述场景网格点为中心构建网格区域，确定处于中心的所述场景网格点与所述网格区域中其他场景网格点之间的亮度比例；
当所述亮度比例满足比例条件时，将所述亮度比例对应的处于中心的所述场景网格点确定为强散射点。
在一种实现方式中，确定单元143还用于：
确定所述强散射点的残余相位误差，对所述残余相位误差进行相位解缠绕得到无缠绕残余相位误差；
对所述无缠绕残余相位误差进行滤波，并对滤波后的所述无缠绕残余相位误差进行三阶拟合，得到相位误差项；
根据所述相位误差项确定待补偿相位。
在一种实现方式中，对所述无缠绕残余相位误差进行滤波，还用于：
将所述无缠绕残余相位误差变换至频域，对频域中的所述无缠绕残余相位误差进行加窗处理；
将加窗处理后的所述无缠绕残余相位误差变换至时域。
因此，本发明实施例提供的方位向宽波束合成孔径雷达的成像装置通过对回波数据进行分段，将各数据段的待补偿相位拼接为全孔径待补偿相位，从而对回波数据进行补偿，提升了聚焦效果和图像质量。
图15是本发明实施例提供的方位向宽波束合成孔径雷达的成像装置的示意图。如图15所示，该实施例的方位向宽波束合成孔径雷达的成像装置15包括：处理器150、存储器151以及存储在所述存储器151中并可在所述处理器150上运行的计算机程序152，例如方位向宽波束合成孔径雷达的成像程序。所述处理器150执行所述计算机程序152时实现上述各个方位向宽波束合成孔径雷达的成像方法实施例，例如图1所示的步骤S101至S105。或者，所述处理器150执行所述计算机程序152时实现上述各方位向宽波束合成孔径雷达的成像装置实施例中各单元的功能，例如图14所示单元141至145的功能。
示例性的，所述计算机程序152可以被分割成一个或多个单元，所述一个或者多个单元被存储在所述存储器151中，并由所述处理器150执行，以完成本发明。所述一个或多个单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序152在所述合成孔径雷达的成像装置15中的执行过程。例如，所述计算机程序152可以被分割成分段单元、第一成像单元、确定单元、拼接单元及第二成像单元，各单元具体功能如下：
分段单元，用于对合成孔径雷达接收到的回波数据在方位向进行分段，得到至少两个数据段；
第一成像单元，用于根据每个所述数据段分别采用时域后向投影算法进行成像，得到每个所述数据段对应的第一图像；
确定单元，用于确定各所述第一图像中的强散射点，根据所述强散射点确定所述第一图像对应数据段的待补偿相位；
拼接单元，用于对各所述数据段的待补偿相位进行拼接，得到全孔径待补偿相位；
第二成像单元，用于根据所述全孔径待补偿相位对所述回波数据进行补偿，并根据补偿后的所述回波数据采用时域后向投影算法进行成像，以得到与所述补偿后的回波数据对应的第二图像。
所述方位向宽波束合成孔径雷达的成像装置15可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述方位向宽波束合成孔径雷达的成像装置可包括，但不仅限于，处理器150、存储器151。本领域技术人员可以理解，图15仅仅是方位向宽波束合成孔径雷达的成像装置15的示例，并不构成对方位向宽波束合成孔径雷达的成像装置15的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述方位向宽波束合成孔径雷达的成像装置还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器150可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器151可以是所述方位向宽波束合成孔径雷达的成像装置15的内部存储单元，例如方位向宽波束合成孔径雷达的成像装置15的硬盘或内存。所述存储器151也可以是所述方位向宽波束合成孔径雷达的成像装置15的外部存储设备，例如所述方位向宽波束合成孔径雷达的成像装置15上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器151还可以既包括所述方位向宽波束合成孔径雷达的成像装置15的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器151用于存储所述计算机程序以及所述方位向宽波束合成孔径雷达的成像装置所需的其他程序和数据。所述存储器151还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元完成，即将所述方位向宽波束合成孔径雷达的成像装置的内部结构划分成不同的功能单元，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，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，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的方位向宽波束合成孔径雷达的成像装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的方位向宽波束合成孔径雷达的成像装置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，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者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者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，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，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，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，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读存储介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读存储介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读存储介质不包括电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种方位向宽波束合成孔径雷达的成像方法，其特征在于，包括：
对合成孔径雷达接收到的回波数据在方位向进行分段，得到至少两个数据段；
根据每个所述数据段分别采用时域后向投影算法进行成像，得到每个所述数据段对应的第一图像；
确定各所述第一图像中的强散射点，根据所述强散射点确定各所述第一图像对应数据段的待补偿相位；
对各所述数据段的待补偿相位进行拼接，得到全孔径待补偿相位；
根据所述全孔径待补偿相位对所述回波数据进行补偿，并根据补偿后的所述回波数据采用时域后向投影算法进行成像，以得到与所述补偿后的回波数据对应的第二图像；
其中，所述对各所述数据段的待补偿相位进行拼接，得到全孔径待补偿相位，包括：将任意两个相邻数据段的待补偿相位划分为拼接待补偿相位和偏置待补偿相位，在后一个数据段的拼接待补偿相位中去除线性变化相位，并去除偏置值，将前一个数据段的拼接待补偿相位与后一个数据段的拼接待补偿相位进行拼接，将拼接各所述数据段的拼接待补偿相位所得到的相位确定为全孔径待补偿相位。
2.如权利要求1所述的成像方法，其特征在于，所述对合成孔径雷达接收到的回波数据在方位向进行分段，得到至少两个数据段，包括：
确定合成孔径雷达的合成孔径宽度；
当所述合成孔径雷达在方位向的运行距离达到所述合成孔径宽度的一半时，将接收到的回波数据归为一个数据段，得到至少两个数据段，其中，所述运行距离以上一个数据段对应航迹的中间位置为起点开始记录。
3.如权利要求2所述的成像方法，其特征在于，所述对各所述数据段的待补偿相位进行拼接，得到全孔径待补偿相位，还包括：
计算所述前一个数据段的偏置待补偿相位与所述后一个数据段的偏置待补偿相位之间的相差相位，并对所述相差相位进行一阶拟合得到拟合系数；
根据所述拟合系数确定所述后一个数据段相对于所述前一个数据段的线性变化相位；
确定所述后一个数据段的拼接待补偿相位与所述前一个数据段的偏置待补偿相位之间的偏置值；
其中，所述前一个数据段的偏置待补偿相位为所述前一个数据段的后四分之一的待补偿相位，所述后一个数据段的偏置待补偿相位为所述后一个数据段的前四分之一的待补偿相位。
4.如权利要求1所述的成像方法，其特征在于，所述根据每个所述数据段分别采用时域后向投影算法进行成像，得到每个所述数据段对应的第一图像，包括：
设置场景网格点的距离向宽度和方位向宽度；
根据所述距离向宽度和所述方位向宽度确定所述数据段对应场景中的场景网格点；
根据每个所述数据段和对应的所述场景网格点，采用时域后向投影算法进行成像，得到每个所述数据段对应的第一图像。
5.如权利要求4所述的成像方法，其特征在于，所述确定各所述第一图像中的强散射点，包括：
确定所述第一图像中亮度高于设定的亮度阈值的场景网格点；
以所述场景网格点为中心构建网格区域，确定处于中心的所述场景网格点与所述网格区域中其他场景网格点之间的亮度比例；
当所述亮度比例满足比例条件时，将所述亮度比例对应的处于中心的所述场景网格点确定为强散射点。
6.如权利要求1至5任一项所述的成像方法，其特征在于，所述根据所述强散射点确定各所述第一图像对应数据段的待补偿相位，包括：
确定所述强散射点的残余相位误差，对所述残余相位误差进行相位解缠绕得到无缠绕残余相位误差；
对所述无缠绕残余相位误差进行滤波，并对滤波后的所述无缠绕残余相位误差进行三阶拟合，得到相位误差项；
根据所述相位误差项确定待补偿相位。
7.如权利要求6所述的成像方法，其特征在于，所述对所述无缠绕残余相位误差进行滤波，包括：
将所述无缠绕残余相位误差变换至频域，对频域中的所述无缠绕残余相位误差进行加窗处理；
将加窗处理后的所述无缠绕残余相位误差变换至时域。
8.一种方位向宽波束合成孔径雷达的成像装置，其特征在于，包括：
分段单元，用于对合成孔径雷达接收到的回波数据在方位向进行分段，得到至少两个数据段；
第一成像单元，用于根据每个所述数据段分别采用时域后向投影算法进行成像，得到每个所述数据段对应的第一图像；
确定单元，用于确定各所述第一图像中的强散射点，根据所述强散射点确定各所述第一图像对应数据段的待补偿相位；
拼接单元，用于对各所述数据段的待补偿相位进行拼接，得到全孔径待补偿相位；
第二成像单元，用于根据所述全孔径待补偿相位对所述回波数据进行补偿，并根据补偿后的所述回波数据采用时域后向投影算法进行成像，以得到与所述补偿后的回波数据对应的第二图像；
其中，所述拼接单元还用于：将任意两个相邻数据段的待补偿相位划分为拼接待补偿相位和偏置待补偿相位，在后一个数据段的拼接待补偿相位中去除线性变化相位，并去除偏置值，将前一个数据段的拼接待补偿相位与后一个数据段的拼接待补偿相位进行拼接，将拼接各所述数据段的拼接待补偿相位所得到的相位确定为全孔径待补偿相位。
9.一种方位向宽波束合成孔径雷达的成像装置，其特征在于，所述装置包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述成像方法。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述成像方法。
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