CN110389323B - 多通道星载sar相位均衡方法、装置、存储介质及设备 - Google Patents

多通道星载sar相位均衡方法、装置、存储介质及设备 Download PDF

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CN110389323B CN201810350089.2A CN201810350089A CN110389323B CN 110389323 B CN110389323 B CN 110389323B CN 201810350089 A CN201810350089 A CN 201810350089A CN 110389323 B CN110389323 B CN 110389323B
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Abstract

本公开涉及一种多通道星载SAR相位均衡方法及装置，该方法包括：根据预先获取到的天线与系统参数，确定第i通道的回波数据及第i+1通道的回波数据；再根据第i通道的回波数据和第i+1通道的回波数据，利用快速傅里叶变换，确定第i通道和第i+1通道的协方差矩阵的特征向量；根据特征向量，结合对旋转因子与空间导向因子的距离最小值优化，确定第一相位误差；令i＝i+1，并重复上述第一相位误差确定步骤，直至确定天线与系统参数中包含的所有K个接收通道之间需补偿的K‑1个相位误差；最后根据K‑1个相位误差，对K个接收通道进行相位误差的补偿。能够精确地补偿各通道间存在的相位误差，有效地抑制成对回波的出现，提高图像质量。

Description

多通道星载SAR相位均衡方法、装置、存储介质及设备
技术领域
本公开涉及信号处理技术领域，具体地，涉及一种多通道星载SAR相位均衡方法、装置、存储介质及设备。
背景技术
星载合成孔径雷达(英文：Synthetic Aperture Radar；简称：SAR)属于一种微波主动成像雷达，由于其不受天气、气候的影响，能够全天时、全天候进行对地观测。现有技术中，针对传统单通道星载SAR系统中高分辨率与宽测绘带的矛盾，将多通道技术应用到星载SAR系统中，可以有效地解决这一矛盾，但采用多通道星载SAR技术，对系统和成像处理也提出了更高的要求。由于环境、工艺等原因会造成卫星在太空飞行过程中不同通道间出现幅相误差，当存在通道幅相误差时，星载SAR信号将不能重建出理想的方位向频谱，从而影响成像质量，甚至在图像中出现虚假目标。由于幅相误差中的幅度误差可以通过能量均衡的方法解决，而如何对相位误差进行均衡进而提高图像质量是当前亟需解决的问题。
发明内容
为了克服现有技术中存在的问题，根据本公开实施例的第一方面，提供一种多通道星载SAR相位均衡方法，所述方法包括：
根据预先获取到的天线与系统参数，确定第i通道的回波数据及第i+1通道的回波数据，所述第i+1通道为所述第i通道的相邻通道；
根据所述第i通道的回波数据和所述第i+1通道的回波数据，利用快速傅里叶变换，确定所述第i通道和所述第i+1通道的协方差矩阵的特征向量；
根据所述特征向量，结合对旋转因子与空间导向因子的距离最小值优化，确定第一相位误差，所述第一相位误差是所述第i通道和所述第i+1通道之间需补偿的相位误差；
令i＝i+1，并重复所述根据预先获取到的天线与系统参数，确定第i通道的回波数据及第i+1通道的回波数据的步骤到所述根据所述特征向量，结合对旋转因子与空间导向因子的距离最小值优化，确定第一相位误差的步骤，直至确定所述天线与系统参数中包含的所有K个接收通道之间需补偿的K-1个相位误差；其中，i为自然数，i的起始值为零，i≤K-1；
根据所述K-1个相位误差，对所述K个接收通道进行相位误差的补偿。
可选的，所述预先获取到的天线与系统参数包括：脉冲重复频率、卫星速度、多普勒中心频率、接收通道个数以及每个通道与发射天线相位中心间距；所述根据预先获取到的天线与系统参数，确定第i通道的回波数据及所述第i+1通道的回波数据，包括：
获取所述第i通道的原始回波数据和所述第i+1通道的原始回波数据；
利用相位补偿公式对所述第i通道的原始回波数据和所述第i+1通道的原始回波数据进行相位补偿；
将所述第i通道的原始回波数据补偿后得到的数据作为所述第i通道的回波数据，以及将所述第i+1通道的原始回波数据补偿后得到的数据作为所述第i+1通道的回波数据；
其中，所述相位补偿公式，包括：
Figure BDA0001632952830000021
所述si′(n,m)表示第i通道的回波数据，所述si(n,m)表示第i通道的原始回波数据，所述n,m分别表示距离向变量和方位向变量，所述fd表示所述多普勒中心频率，所述di表示第i通道与发射天线相位中心间距，所述V表示卫星速度，所述tm表示相位补偿参数，其中设置i为0时，第i通道的相位误差为0。
可选的，所述相位补偿参数是利用相位补偿参数公式确定的；
所述相位补偿参数公式，包括：
Figure BDA0001632952830000031
其中，所述Na表示第i通道回波的方位向点数，所述PRF表示所述脉冲重复频率。
可选的，所述根据所述第i通道的回波数据和所述第i+1通道的回波数据，利用快速傅里叶变换，确定所述第i通道和所述第i+1通道的协方差矩阵的特征向量，包括：
通过对所述第i通道的回波数据和所述第i通道的回波数据进行快速傅里叶变换，确定所述第i通道的回波数据的第一傅里叶变换结果和所述第i+1通道的回波数据的第二傅里叶变换结果；
根据所述第一傅里叶变换结果和所述第二傅里叶变换结果，利用协方差矩阵公式，确定所述第i通道和所述第i+1通道的协方差矩阵；
根据所述协方差矩阵，利用特征向量计算公式，确定所述特征向量；
所述协方差矩阵公式，包括：
Figure BDA0001632952830000032
其中，所述R(n,m)表示所述协方差矩阵，所述
Figure BDA0001632952830000033
Si(n,m)表示第i通道的回波数据的傅里叶变换结果，所述E[·]表示进行统计平均值的计算，所述S(n,m)H表示所述S(n,m)的共轭转置矩阵，所述2L+1表示在进行所述统计平均值的计算时所选取的距离向上的采集点个数；
所述特征向量计算公式，包括：
Figure BDA0001632952830000041
其中，α1>α2，所述α1,α2分别为第一特征值和第二特征值，所述g1和g2是分别与所述第一特征值和所述第二特征值对应的特征向量。
可选的，所述根据所述特征向量，结合对旋转因子与空间导向因子的距离最小值优化，确定第一相位误差，所述第一相位误差是所述第i通道和所述第i+1通道之间需补偿的相位误差，包括：
根据所述特征向量，利用旋转因子计算公式，确定所述旋转因子；
根据所述旋转因子和空间导向因子，利用距离确定公式，确定第一距离；
利用第一相位补偿值对所述第i+1通道的回波数据进行补偿，重复所述根据所述第i通道的回波数据和所述第i通道的回波数据，利用快速傅里叶变换，确定所述第i通道和所述第i+1通道的协方差矩阵的特征向量的步骤至所述根据所述旋转因子和空间导向因子，利用距离确定公式，确定第一距离的步骤，直至所述第一距离满足最小值优化条件；
将满足所述最小值优化条件的相位误差估计值，作为所述第一相位误差；
所述旋转因子计算公式，包括：
Figure BDA0001632952830000042
其中，所述φ表示所述旋转因子，所述g1,1＝[10]g1，所述g1,2＝[01]g1；
所述距离确定公式，包括：
P＝||λ(φ)-λ(d)||2
所述P表示所述第一距离，所述d表示所述空间导向因子，所述λ(φ)表示φ的特征值，所述λ(d)表示所述d的特征值。
可选的，所述利用第一相位补偿值对所述第i+1通道的回波数据进行补偿，包括：
通过相位补偿公式，对所述第i+1通道的回波数据进行所述第一相位补偿值的补偿；
所述相位补偿公式包括：
si′(n,m)＝e-jΔδsi(n,m)
所述e-jΔδ表示所述第一相位补偿值，所述si′(n,m)表示补偿后的第i+1通道的回波数据，所述si(n,m)表示补偿前的第i+1通道的回波数据；
所述最小值优化条件包括：
Figure BDA0001632952830000051
当Δδ＝P时，所述第一距离满足所述最小值优化条件；
其中，所述Δδ表示所述相位误差估计值，所述
Figure BDA0001632952830000052
表示对所述Δδ进行最小值优化。
可选的，所述根据所述K-1个相位误差，对所述K个接收通道进行相位误差的补偿，包括：
根据所述K-1个相位误差，确定所述K个接收通道的自身相位误差；
根据所述K个接收通道的自身相位误差，利用所述相位补偿公式，对所述K个接收通道进行相位误差的补偿。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种多通道星载SAR相位均衡装置，所述装置包括：
回波数据确定模块，用于根据预先获取到的天线与系统参数，确定第i通道的回波数据及第i+1通道的回波数据，所述第i+1通道为所述第i通道的相邻通道；
特征向量确定模块，用于根据所述第i通道的回波数据和所述第i+1通道的回波数据，利用快速傅里叶变换，确定所述第i通道和所述第i+1通道的协方差矩阵的特征向量；
相位误差确定模块，用于根据所述特征向量，结合对旋转因子与空间导向因子的距离最小值优化，确定第一相位误差，所述第一相位误差是所述第i通道和所述第i+1通道之间需补偿的相位误差；
重复执行模块，用于令i＝i+1，并重复所述根据预先获取到的天线与系统参数，确定第i通道的回波数据及第i+1通道的回波数据的步骤到所述根据所述特征向量，结合对旋转因子与空间导向因子的距离最小值优化，确定第一相位误差的步骤，直至确定所述天线与系统参数中包含的所有K个接收通道之间需补偿的K-1个相位误差；其中，i为自然数，i的起始值为零，i≤K-1；
补偿模块，用于根据所述K-1个相位误差，对所述K个接收通道进行相位误差的补偿。
可选的，所述预先获取到的天线与系统参数包括：脉冲重复频率、卫星速度、多普勒中心频率、接收通道个数以及每个通道与发射天线相位中心间距；所述回波数据确定模块，包括：
数据获取子模块，用于获取所述第i通道的原始回波数据和所述第i+1通道的原始回波数据；
相位补偿子模块，用于利用相位补偿公式对所述第i通道的原始回波数据和所述第i+1通道的原始回波数据进行相位补偿；
回波数据确定子模块，用于将所述第i通道的原始回波数据补偿后得到的数据作为所述第i通道的回波数据，以及将所述第i+1通道的原始回波数据补偿后得到的数据作为所述第i+1通道的回波数据；
其中，所述相位补偿公式，包括：
Figure BDA0001632952830000061
所述si′(n,m)表示第i通道的回波数据，所述si(n,m)表示第i通道的原始回波数据，所述n,m分别表示距离向变量和方位向变量，所述fd表示所述多普勒中心频率，所述di表示第i通道与发射天线相位中心间距，所述V表示卫星速度，所述tm表示相位补偿参数，其中设置i为0时，第i通道的相位误差为0。
可选的，所述相位补偿参数是利用相位补偿参数公式确定的；
所述相位补偿参数公式，包括：
Figure BDA0001632952830000071
其中，所述Na表示第i通道回波的方位向点数，所述PRF表示所述脉冲重复频率。
可选的，所述特征向量确定模块，包括：
傅里叶变换子模块，用于通过对所述第i通道的回波数据和所述第i通道的回波数据进行快速傅里叶变换，确定所述第i通道的回波数据的第一傅里叶变换结果和所述第i+1通道的回波数据的第二傅里叶变换结果；
矩阵确定子模块，用于根据所述第一傅里叶变换结果和所述第二傅里叶变换结果，利用协方差矩阵公式，确定所述第i通道和所述第i+1通道的协方差矩阵；
特征向量确定子模块，用于根据所述协方差矩阵，利用特征向量计算公式，确定所述特征向量；
所述协方差矩阵公式，包括：
Figure BDA0001632952830000072
其中，所述R(n,m)表示所述协方差矩阵，所述
Figure BDA0001632952830000073
Si(n，m)表示第i通道的回波数据的傅里叶变换结果，所述E[·]表示进行统计平均值的计算，所述S(n,m)H表示所述S(n,m)的共轭转置矩阵，所述2L+1表示在进行所述统计平均值的计算时所选取的距离向上的采集点个数；
所述特征向量计算公式，包括：
Figure BDA0001632952830000081
其中，α1>α2，所述α1,α2分别为第一特征值和第二特征值，所述g1和g2是分别与所述第一特征值和所述第二特征值对应的特征向量。
可选的，所述相位误差确定模块，包括：
旋转因子确定子模块，用于根据所述特征向量，利用旋转因子计算公式，确定所述旋转因子；
距离确定子模块，用于根据所述旋转因子和空间导向因子，利用距离确定公式，确定第一距离；
重复执行子模块，用于利用第一相位补偿值对所述第i+1通道的回波数据进行补偿，重复所述根据所述第i通道的回波数据和所述第i通道的回波数据，利用快速傅里叶变换，确定所述第i通道和所述第i+1通道的协方差矩阵的特征向量的步骤至所述根据所述旋转因子和空间导向因子，利用距离确定公式，确定第一距离的步骤，直至所述第一距离满足最小值优化条件；
相位误差确定子模块，用于将满足所述最小值优化条件的相位误差估计值，作为所述第一相位误差；
所述旋转因子计算公式，包括：
Figure BDA0001632952830000082
其中，所述φ表示所述旋转因子，所述g1,1＝[10]g1，所述g1,2＝[01]g1；
所述距离确定公式，包括：
P＝||λ(φ)-λ(d)||2
所述P表示所述第一距离，所述d表示所述空间导向因子，所述λ(φ)表示φ的特征值，所述λ(d)表示所述d的特征值。
可选的，所述重复执行子模块，用于：
通过相位补偿公式，对所述第i+1通道的回波数据进行所述第一相位补偿值的补偿；
所述相位补偿公式包括：
Figure BDA0001632952830000091
所述e-jΔδ表示所述第一相位补偿值，所述si′(n,m)表示补偿后的第i+1通道的回波数据，所述si(n,m)表示补偿前的第i+1通道的回波数据；
所述最小值优化条件包括：
Figure BDA0001632952830000092
当Δδ＝P时，所述第一距离满足所述最小值优化条件；
其中，Δδ表示所述相位误差估计值，所述
Figure BDA0001632952830000093
表示对所述Δδ进行最小值优化。
可选的，所述补偿模块，包括：
自身误差确定子模块，用于根据所述K-1个相位误差，确定所述K个接收通道的自身相位误差；
误差补偿子模块，用于根据所述K个接收通道的自身相位误差，利用所述相位补偿公式，对所述K个接收通道进行相位误差的补偿。
本公开实施例的第三方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面任一项所述方法的步骤。
本公开实施例的第四方面，提供一种电子设备，包括：
第三方面所述的计算机可读存储介质；以及
一个或者多个处理器，用于执行所述计算机可读存储介质中的计算机程序。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本公开提供的上述技术方案，通过根据预先获取到的天线与系统参数，确定第i通道的回波数据及第i+1通道的回波数据，所述第i+1通道为所述第i通道的相邻通道；根据所述第i通道的回波数据和所述第i+1通道的回波数据，利用快速傅里叶变换，确定所述第i通道和所述第i+1通道的协方差矩阵的特征向量；根据所述特征向量，结合对旋转因子与空间导向因子的距离最小值优化，确定第一相位误差，所述第一相位误差是所述第i通道和所述第i+1通道之间需补偿的相位误差；令i＝i+1，并重复所述根据预先获取到的天线与系统参数，确定第i通道的回波数据及第i+1通道的回波数据的步骤到所述根据所述特征向量，结合对旋转因子与空间导向因子的距离最小值优化，确定第一相位误差的步骤，直至确定所述天线与系统参数中包含的所有K个接收通道之间需补偿的K-1个相位误差；其中，i为自然数，i的起始值为零，i≤K-1；根据所述K-1个相位误差，对所述K个接收通道进行相位误差的补偿。因此能够精确地补偿各通道间存在的相位误差，有效地抑制成对回波的出现，提高图像质量。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是根据一示例性实施例示出的一种多通道星载SAR相位均衡方法的流程图；
图2a是根据一示例性实施例示出的一种未进行相位均衡的多通道星载SAR成像结果；
图2b是根据一示例性实施例示出的一种进行相位均衡后的多通道星载SAR成像结果；
图3是根据一示例性实施例示出的另一种多通道星载SAR相位均衡方法的流程图；
图4是根据一示例性实施例示出的又一种多通道星载SAR相位均衡方法的流程图；
图5是根据一示例性实施例示出的又一种多通道星载SAR相位均衡方法的流程图；
图6是根据一示例性实施例示出的又一种多通道星载SAR相位均衡方法的流程图；
图7是根据一示例性实施例示出的一种多通道星载SAR相位均衡装置的框图；
图8是根据一示例性实施例示出的一种回波数据确定模块的框图；
图9是根据一示例性实施例示出的一种特征向量确定模块的框图；
图10是根据一示例性实施例示出的一种相位误差确定模块的框图；
图11是根据一示例性实施例示出的一种补偿模块的框图；
图12是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的框图。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
图1是根据一示例性实施例示出的一种多通道星载SAR相位均衡方法的流程图，如图1所示，该方法包括以下步骤：
步骤101，根据预先获取到的天线与系统参数，确定第i通道的回波数据及第i+1通道的回波数据。
其中，第i+1通道为第i通道的相邻通道，预先获取到的天线与系统参数包括：脉冲重复频率，表示为PRF、卫星速度，表示为V、多普勒中心频率，表示为fd、接收通道个数，表示为K以及每个通道与发射天线相位中心间距，表示为dk(k＝0,1,…,K-1)。
示例地，在本实施例中PRF＝1738Hz，V＝5000m/s，fd＝0，K＝6，d0＝-2.5m，d1＝-1.5m，d2＝-0.5m，d3＝0.5m，d4＝1.5m，d5＝2.5m。
示例地，每个通道的回波数据是二维的，即包括距离向和方位向的数值，在获取到两个相邻通道自身的回波数据之后，利用多通道信号的旋转不变性可以对相位误差进行估计，也就是进行下面步骤的操作。
步骤102，根据第i通道的回波数据和第i+1通道的回波数据，利用快速傅里叶变换，确定第i通道和第i+1通道的协方差矩阵的特征向量。
示例地，将第i通道的回波数据和第i+1通道的回波数据进行快速傅里叶变换后，确定第i通道的回波数据和第i+1通道的回波数据的协方差矩阵，对该协方差矩阵进行特征值分解，以便确定第i通道和第i+1通道的协方差矩阵的特征向量。
步骤103，根据特征向量，结合对旋转因子与空间导向因子的距离最小值优化，确定第一相位误差。
其中，第一相位误差是第i通道和第i+1通道之间需补偿的相位误差。
示例地，根据特征向量可以确定旋转因子，而在两个通道的条件下，空间导向因子为ej0，再对旋转因子与空间导向因子之差取2范数距离，并将该距离优化至最小值，即可确定第一相位误差。
步骤104，令i＝i+1，并重复步骤101至步骤103的操作，直至确定天线与系统参数中包含的所有K个接收通道之间需补偿的K-1个相位误差。
其中，i为自然数，i的起始值为零，i≤K-1。
示例地，当在步骤101获取到的接收通道个数为K时，即存在K-1个相邻通道的相位误差。也就是说，重复步骤101-步骤103的操作，确定K-1个相位误差后，可以进行下面步骤105的操作，进行相位误差的补偿。
步骤105，根据K-1个相位误差，对K个接收通道进行相位误差的补偿。
示例地，根据K-1个相位误差，首先依次确定K个接收通道中每个接收通道的自身相位误差，再根据这K个接收通道的自身相位误差，实现对K个接收通道的误差的补偿。通过步骤101-步骤104首先通过完成相邻通道的误差估计，再根据步骤105计算出所有通道的相位误差，能够避免高阶矩阵的分解，简化计算，提高计算效率。在实现了多通道星载SAR回波数据的多通道的相位误差的补偿之后，使得补偿后得到的多通道回波数据能够用于精确成像处理，进而能够获得无误差的高质量的SAR图像。根据本公开所提供的技术方案，本实施例进行了仿真实验，图2a是未进行相位均衡的多通道星载SAR成像结果，横轴代表频率，纵轴代表幅度，由于未进行相位均衡，方位向频谱图十分混乱，成像效果差；图2b是进行了相位均衡的多通道星载SAR成像结果，经过相位均衡使得方位向频谱图基本清晰稳定。
综上所述，本公开所提供的多通道星载SAR相位均衡方法，根据预先获取到的天线与系统参数，确定第i通道的回波数据及第i+1通道的回波数据；再根据第i通道的回波数据和第i+1通道的回波数据，利用快速傅里叶变换，确定第i通道和第i+1通道的协方差矩阵的特征向量；根据特征向量，结合对旋转因子与空间导向因子的距离最小值优化，确定第一相位误差；令i＝i+1，并重复根据预先获取到的天线与系统参数，确定第i通道的回波数据及第i+1通道的回波数据的步骤到根据特征向量，结合对旋转因子与空间导向因子的距离最小值优化，确定第一相位误差的步骤，直至确定天线与系统参数中包含的所有K个接收通道之间需补偿的K-1个相位误差；最后根据K-1个相位误差，对K个接收通道进行相位误差的补偿。因此能够精确地补偿各通道间存在的相位误差，有效地抑制成对回波的出现，提高图像质量。
图3是根据一示例性实施例示出的另一种多通道星载SAR相位均衡方法的流程图，如图3所示，步骤101所述的根据预先获取到的天线与系统参数，确定第i通道的回波数据及第i+1通道的回波数据，包括以下步骤：
步骤1011，获取第i通道的原始回波数据和第i+1通道的原始回波数据。
其中，当设置i为0时，第i通道的相位误差为0。
也就是说，设定第0通道的相位误差为0rad，之后获取第0通道的原始回波数据，表示为s0(n,m)以及第1通道的原始回波数据，表示为s1(n,m)，n表示距离向变量，m表示方位向变量。
步骤1012，利用相位补偿公式对第i通道的原始回波数据和第i+1通道的原始回波数据进行相位补偿。
其中，相位补偿公式，包括：
Figure BDA0001632952830000141
si′(n,m)表示第i通道的回波数据，si(n,m)表示第i通道的原始回波数据，n,m分别表示距离向变量和方位向变量，fd表示多普勒中心频率，di表示第i通道与发射天线相位中心间距，V表示卫星速度，tm表示相位补偿参数。
该tm相位补偿参数是利用相位补偿参数公式确定的；该相位补偿参数公式，包括：
Figure BDA0001632952830000142
其中，Na表示第i通道回波的方位向点数。示例地，Na＝682。
示例地，分别对第0通道的原始回波数据s0(n,m)和第1通道的原始回波数据s1(n,m)利用上述公式进行相位补偿，即：
Figure BDA0001632952830000143
Figure BDA0001632952830000144
分别获取到补偿后的第0通道的原始回波数据s0′(n,m)以及补偿后的第1通道的原始回波数据s1′(n,m)。
步骤1013，将第i通道的原始回波数据补偿后得到的数据作为第i通道的回波数据，以及将第i+1通道的原始回波数据补偿后得到的数据作为第i+1通道的回波数据。
示例地，也就是将s0′(n,m)作为第0通道的回波数据，s1′(n,m)作为第1通道的回波数据。
图4是根据一示例性实施例示出的又一种多通道星载SAR相位均衡方法的流程图，如图4所示，步骤102所述的根据第i通道的回波数据和第i+1通道的回波数据，利用快速傅里叶变换，确定第i通道和第i+1通道的协方差矩阵的特征向量，包括以下步骤：
步骤1021，通过对第i通道的回波数据和第i通道的回波数据进行快速傅里叶变换，确定第i通道的回波数据的第一傅里叶变换结果和第i+1通道的回波数据的第二傅里叶变换结果。
示例地，依次对s0′(n,m)和s1′(n,m)进行快速傅里叶变换，S0(n,m)＝FFT[s0′(n,m)]；S1(n,m)＝FFT[s1′(n,m)]；将S0(n,m)确定为第一傅里叶变换结果，S1(n,m)为第二傅里叶变换结果，并设置
Figure BDA0001632952830000151
再进行下面步骤的计算。
步骤1022，根据第一傅里叶变换结果和第二傅里叶变换结果，利用协方差矩阵公式，确定第i通道和第i+1通道的协方差矩阵。
示例地，协方差矩阵公式，包括：
Figure BDA0001632952830000152
其中，R(n,m)表示协方差矩阵，
Figure BDA0001632952830000153
Si(n,m)表示第i通道的回波数据的傅里叶变换结果，E[·]表示进行统计平均值的计算，S(n,m)H表示S(n,m)的共轭转置矩阵，2L+1表示在进行统计平均值的计算时所选取的距离向上的采集点个数。
示例地，本实施例中L＝24。
步骤1023，根据协方差矩阵，利用特征向量计算公式，确定特征向量。
其中，特征向量计算公式，包括：
Figure BDA0001632952830000161
α1>α2，α1,α2分别为第一特征值和第二特征值，g1和g2是分别与第一特征值和第二特征值对应的特征向量。
示例地，α1,α2分别表示信号特征值和噪声特征值，本实施例中，α1＝246.7684，α2＝49.8316，
Figure BDA0001632952830000162
图5是根据一示例性实施例示出的又一种多通道星载SAR相位均衡方法的流程图，如图5所示，步骤103所述的根据特征向量，结合对旋转因子与空间导向因子的距离最小值优化，确定第一相位误差，包括以下步骤：
步骤1031，根据特征向量，利用旋转因子计算公式，确定旋转因子。
其中，旋转因子计算公式，包括：
Figure BDA0001632952830000163
φ表示旋转因子，g1,1＝[1 0]g1，g1,2＝[0 1]g1。
示例地，根据步骤102确定的特征向量，利用上述旋转因子确定公式可以确定，g1,1＝0.6002-0.3710i，g1,2＝0.7086+0.0000i，φ＝0.8543+0.5281i。
步骤1032，根据旋转因子和空间导向因子，利用距离确定公式，确定第一距离。
其中，距离确定公式，包括：
P＝||λ(φ)-λ(d)||2
P表示第一距离，d表示空间导向因子，λ(φ)表示φ的特征值，λ(d)表示d的特征值，||·||2表示2范数。
步骤1033，利用第一相位补偿值对第i+1通道的回波数据进行补偿，重复步骤102-步骤1032的操作，直至第一距离满足最小值优化条件。
示例地，通过上述步骤完成了相邻两个通道(第0通道和第1通道)之间存在的相位误差估计，并根据计算确定了旋转因子与空间导向因子之间的距离，也就是第一距离后，进一步的可以对该第一距离进行迭代优化，以便确定该第一距离的最小值。通过第一相位补偿值，即e-jΔδ对第1通道进行补偿，重复步骤102-步骤1032的操作，直至第一距离满足最小值优化条件。
其中，利用第一相位补偿值对第i+1通道的回波数据进行补偿，包括：
通过相位补偿公式，对第i+1通道的回波数据进行第一相位补偿值的补偿。
该相位补偿公式包括：
si′(n,m)＝e-jΔδsi(n,m)
si′(n,m)表示补偿后的第i+1通道的回波数据，si(n,m)表示补偿前的第i+1通道的回波数据。
也就是说，令e-jΔδs1′(n,m)作为迭代后的第1通道的回波数据，重新带入进行快速傅里叶变换，并确定新的特征向量以及旋转因子，计算出新的第一距离，以判断是否满足最小值优化条件。
最小值优化条件包括：
Figure BDA0001632952830000171
当Δδ＝P时，第一距离满足最小值优化条件。
其中，Δδ表示所述相位误差估计值，
Figure BDA0001632952830000172
表示对Δδ进行最小值优化。
也就是说，将Δδ＝P，此时第一距离能够取到最小值，在本实施例中，Δδ＝0.5536rad。
步骤1034，将满足最小值优化条件的相位误差估计值，作为第一相位误差。
示例地，将0.5536rad作为第一相位误差。
需要说明的是，通过上述步骤确定了第一相位误差后，也就完成了第0通道与第1通道之间的相对相位误差的确定，可以继续进行迭代的计算，令i＝i+1，确定第1通道与第2通道之间的相对相位误差，之后再进行第2通道与第3通道之间的相对相位误差的确定，直至K个接收通道之间的K-1个相位误差均确定完成为止。
本实施例中，K＝6，因此共有5个相位误差，分别为Δδ1＝0.5287rad，Δδ2＝-0.1009rad，Δδ3＝-0.0002rad，Δδ4＝-0.2476rad，Δδ5＝-0.0946rad。
图6是根据一示例性实施例示出的又一种多通道星载SAR相位均衡方法的流程图，如图6所示，步骤105所述的根据K-1个相位误差，对K个接收通道进行相位误差的补偿，包括一下步骤：
步骤1051，根据K-1个相位误差，确定K个接收通道的自身相位误差。
示例地，该K个接收通道的自身相位误差可以通过以下公式计算：
Figure BDA0001632952830000181
因此，根据上述确定的5个相位误差，本实施例中的6个接收通道的自身相位误差分别是：Δδ0＝0(0°)(步骤102中设置的初始值)，Δδ1＝0.5287rad(30.2896°)，Δδ2＝0.4278rad(24.5112°)，Δδ3＝0.4276rad(24.4990°)，Δδ4＝0.1800rad(10.3120°)，Δδ5＝0.0853rad(4.8892°)。
步骤1052，根据K个接收通道的自身相位误差，利用相位补偿公式，对K个接收通道进行相位误差的补偿。
示例地，利用该相位补偿公式
Figure BDA0001632952830000182
依次对6个接收通道进行相位误差的补偿，实现回波数据的多通道相位误差均衡，以便获取高质量的SAR图像。
综上所述，本公开所提供的多通道星载SAR相位均衡方法，根据预先获取到的天线与系统参数，确定第i通道的回波数据及第i+1通道的回波数据；再根据第i通道的回波数据和第i+1通道的回波数据，利用快速傅里叶变换，确定第i通道和第i+1通道的协方差矩阵的特征向量；根据特征向量，结合对旋转因子与空间导向因子的距离最小值优化，确定第一相位误差；令i＝i+1，并重复根据预先获取到的天线与系统参数，确定第i通道的回波数据及第i+1通道的回波数据的步骤到根据特征向量，结合对旋转因子与空间导向因子的距离最小值优化，确定第一相位误差的步骤，直至确定天线与系统参数中包含的所有K个接收通道之间需补偿的K-1个相位误差；最后根据K-1个相位误差，对K个接收通道进行相位误差的补偿。因此能够精确地补偿各通道间存在的相位误差，有效地抑制成对回波的出现，提高图像质量。
图7是根据一示例性实施例示出的一种多通道星载SAR相位均衡装置的框图，如图7所示，装置700包括：
回波数据确定模块710，用于根据预先获取到的天线与系统参数，确定第i通道的回波数据及第i+1通道的回波数据，第i+1通道为第i通道的相邻通道。
特征向量确定模块720，用于根据第i通道的回波数据和第i+1通道的回波数据，利用快速傅里叶变换，确定第i通道和第i+1通道的协方差矩阵的特征向量。
相位误差确定模块730，用于根据特征向量，结合对旋转因子与空间导向因子的距离最小值优化，确定第一相位误差，第一相位误差是第i通道和第i+1通道之间需补偿的相位误差。
重复执行模块740，用于令i＝i+1，并重复根据预先获取到的天线与系统参数，确定第i通道的回波数据及第i+1通道的回波数据的步骤到根据特征向量，结合对旋转因子与空间导向因子的距离最小值优化，确定第一相位误差的步骤，直至确定天线与系统参数中包含的所有K个接收通道之间需补偿的K-1个相位误差；其中，i为自然数，i的起始值为零，i≤K-1。
补偿模块750，用于根据K-1个相位误差，对K个接收通道进行相位误差的补偿。
可选的，预先获取到的天线与系统参数包括：脉冲重复频率、卫星速度、多普勒中心频率、接收通道个数以及每个通道与发射天线相位中心间距。
图8是根据一示例性实施例示出的一种回波数据确定模块的框图，如图8所示，该回波数据确定模块710，包括：
数据获取子模块711，用于获取第i通道的原始回波数据和第i+1通道的原始回波数据。
相位补偿子模块712，用于利用相位补偿公式对第i通道的原始回波数据和第i+1通道的原始回波数据进行相位补偿。
回波数据确定子模块713，用于将第i通道的原始回波数据补偿后得到的数据作为第i通道的回波数据，以及将第i+1通道的原始回波数据补偿后得到的数据作为第i+1通道的回波数据。
其中，相位补偿公式，包括：
Figure BDA0001632952830000201
si′(n,m)表示第i通道的回波数据，si(n,m)表示第i通道的原始回波数据，n,m分别表示距离向变量和方位向变量，fd表示多普勒中心频率，di表示第i通道与发射天线相位中心间距，V表示卫星速度，tm表示相位补偿参数，其中设置i为0时，第i通道的相位误差为0。
可选的，相位补偿参数是利用相位补偿参数公式确定的；
相位补偿参数公式，包括：
Figure BDA0001632952830000202
其中，Na表示第i通道回波的方位向点数，PRF表示脉冲重复频率。
图9是根据一示例性实施例示出的一种特征向量确定模块的框图，如图9所示，该特征向量确定模块720，包括：
傅里叶变换子模块721，用于通过对所述第i通道的回波数据和所述第i通道的回波数据进行快速傅里叶变换，确定所述第i通道的回波数据的第一傅里叶变换结果和所述第i+1通道的回波数据的第二傅里叶变换结果。
矩阵确定子模块722，用于根据第一傅里叶变换结果和第二傅里叶变换结果，利用协方差矩阵公式，确定第i通道和第i+1通道的协方差矩阵。
特征向量确定子模块723，用于根据协方差矩阵，利用特征向量计算公式，确定特征向量。
协方差矩阵公式，包括：
Figure BDA0001632952830000211
其中，R(n,m)表示协方差矩阵，
Figure BDA0001632952830000212
Si(n,m)表示第i通道的回波数据的傅里叶变换结果，E[·]表示进行统计平均值的计算，S(n,m)H表示S(n,m)的共轭转置矩阵，2L+1表示在进行统计平均值的计算时所选取的距离向上的采集点个数；
特征向量计算公式，包括：
Figure BDA0001632952830000213
其中，α1>α2，α1,α2分别为第一特征值和第二特征值，g1和g2是分别与第一特征值和第二特征值对应的特征向量。
图10是根据一示例性实施例示出的一种相位误差确定模块的框图，如图10所示，该相位误差确定模块730，包括：
旋转因子确定子模块731，用于根据特征向量，利用旋转因子计算公式，确定旋转因子。
距离确定子模块732，用于根据所述旋转因子和空间导向因子，利用距离确定公式，确定第一距离。
重复执行子模块733，用于利用第一相位补偿值对第i+1通道的回波数据进行补偿，重复根据第i通道的回波数据和第i通道的回波数据，利用快速傅里叶变换，确定第i通道和第i+1通道的协方差矩阵的特征向量的步骤至根据旋转因子和空间导向因子，利用距离确定公式，确定第一距离的步骤，直至第一距离满足最小值优化条件。
相位误差确定子模块734，用于将满足最小值优化条件的相位误差估计值，作为第一相位误差。
旋转因子计算公式，包括：
Figure BDA0001632952830000221
其中，φ表示旋转因子，g1,1＝[10]g1，g1,2＝[01]g1；
距离确定公式，包括：
P＝||λ(φ)-λ(d)||2
P表示第一距离，d表示空间导向因子，λ(φ)表示φ的特征值，λ(d)表示d的特征值。
可选的，重复执行子模块733，用于：
通过相位补偿公式，对第i+1通道的回波数据进行第一相位补偿值的补偿；
相位补偿公式包括：
si′(n,m)＝e-jΔδsi(n,m)
e-jΔδ表示第一相位补偿值，si′(n,m)表示补偿后的第i+1通道的回波数据，si(n,m)表示补偿前的第i+1通道的回波数据；
最小值优化条件包括：
Figure BDA0001632952830000231
当Δδ＝P时，第一距离满足最小值优化条件；
其中，Δδ表示相位误差估计值，
Figure BDA0001632952830000232
表示对Δδ进行最小值优化。
图11是根据一示例性实施例示出的一种补偿模块的框图，如图11所示，该补偿模块750，包括：
自身误差确定子模块751，用于根据K-1个相位误差，确定K个接收通道的自身相位误差。
误差补偿子模块752，用于根据K个接收通道的自身相位误差，利用相位补偿公式，对K个接收通道进行相位误差的补偿。
综上所述，本公开所提供的多通道星载SAR相位均衡装置，根据预先获取到的天线与系统参数，确定第i通道的回波数据及第i+1通道的回波数据；再根据第i通道的回波数据和第i+1通道的回波数据，利用快速傅里叶变换，确定第i通道和第i+1通道的协方差矩阵的特征向量；根据特征向量，结合对旋转因子与空间导向因子的距离最小值优化，确定第一相位误差；令i＝i+1，并重复根据预先获取到的天线与系统参数，确定第i通道的回波数据及第i+1通道的回波数据的步骤到根据特征向量，结合对旋转因子与空间导向因子的距离最小值优化，确定第一相位误差的步骤，直至确定天线与系统参数中包含的所有K个接收通道之间需补偿的K-1个相位误差；最后根据K-1个相位误差，对K个接收通道进行相位误差的补偿。因此能够精确地补偿各通道间存在的相位误差，有效地抑制成对回波的出现，提高图像质量。
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
图12是根据一示例性实施例示出的一种电子设备1200的框图。如图12所示，该电子设备1200可以包括：处理器1201，存储器1202。该电子设备1200还可以包括多媒体组件1203，输入/输出(I/O)接口1204，以及通信组件1205中的一者或多者。
其中，处理器1201用于控制该电子设备1200的整体操作，以完成上述的多通道星载SAR相位均衡方法中的全部或部分步骤。存储器1202用于存储各种类型的数据以支持在该电子设备1200的操作，这些数据例如可以包括用于在该电子设备1200上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据，例如联系人数据、收发的消息、图片、音频、视频等等。该存储器1202可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-OnlyMemory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。多媒体组件1203可以包括屏幕和音频组件。其中屏幕例如可以是触摸屏，音频组件用于输出和/或输入音频信号。例如，音频组件可以包括一个麦克风，麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器1202或通过通信组件1205发送。音频组件还包括至少一个扬声器，用于输出音频信号。I/O接口1204为处理器1201和其他接口模块之间提供接口，上述其他接口模块可以是键盘，鼠标，按钮等。这些按钮可以是虚拟按钮或者实体按钮。通信组件1205用于该电子设备1200与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信，例如Wi-Fi，蓝牙，近场通信(Near Field Communication，简称NFC)，2G、3G或4G，或它们中的一种或几种的组合，因此相应的该通信组件1205可以包括：Wi-Fi模块，蓝牙模块，NFC模块。
在一示例性实施例中，电子设备1200可以被一个或多个应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，简称DSP)、数字信号处理设备(Digital Signal Processing Device，简称DSPD)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，简称PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述的多通道星载SAR相位均衡方法。
在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述的多通道星载SAR相位均衡方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器1202，上述程序指令可由电子设备1200的处理器1201执行以完成上述的多通道星载SAR相位均衡方法。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (14)

1.一种多通道星载SAR相位均衡方法，其特征在于，所述方法包括：
根据预先获取到的天线与系统参数，确定第i通道的回波数据及第i+1通道的回波数据，所述第i+1通道为所述第i通道的相邻通道；
根据所述第i通道的回波数据和所述第i+1通道的回波数据，利用快速傅里叶变换，确定所述第i通道和所述第i+1通道的协方差矩阵的特征向量；
根据所述特征向量，结合对旋转因子与空间导向因子的距离最小值优化，确定第一相位误差，所述第一相位误差是所述第i通道和所述第i+1通道之间需补偿的相位误差；
令i＝i+1，并重复所述根据预先获取到的天线与系统参数，确定第i通道的回波数据及第i+1通道的回波数据的步骤到所述根据所述特征向量，结合对旋转因子与空间导向因子的距离最小值优化，确定第一相位误差的步骤，直至确定所述天线与系统参数中包含的所有K个接收通道之间需补偿的K-1个相位误差；其中，i为自然数，i的起始值为零，i≤K-1；
根据所述K-1个相位误差，对所述K个接收通道进行相位误差的补偿；
所述根据所述特征向量，结合对旋转因子与空间导向因子的距离最小值优化，确定第一相位误差，所述第一相位误差是所述第i通道和所述第i+1通道之间需补偿的相位误差，包括：
根据所述特征向量，利用旋转因子计算公式，确定所述旋转因子；
根据所述旋转因子和空间导向因子，利用距离确定公式，确定第一距离；
利用第一相位补偿值对所述第i+1通道的回波数据进行补偿，重复所述根据所述第i通道的回波数据和所述第i通道的回波数据，利用快速傅里叶变换，确定所述第i通道和所述第i+1通道的协方差矩阵的特征向量的步骤至所述根据所述旋转因子和空间导向因子，利用距离确定公式，确定第一距离的步骤，直至所述第一距离满足最小值优化条件；
将满足所述最小值优化条件的相位误差估计值，作为所述第一相位误差；
所述旋转因子计算公式，包括：
Figure FDA0002992848500000021
其中，所述φ表示所述旋转因子，所述g1,1＝[1 0]g1，所述g1,2＝[0 1]g1；
所述距离确定公式，包括：
P＝||λ(φ)-λ(d)||2
所述P表示所述第一距离，所述d表示所述空间导向因子，所述λ(φ)表示φ的特征值，所述λ(d)表示所述d的特征值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预先获取到的天线与系统参数包括：脉冲重复频率、卫星速度、多普勒中心频率、接收通道个数以及每个通道与发射天线相位中心间距；所述根据预先获取到的天线与系统参数，确定第i通道的回波数据及所述第i+1通道的回波数据，包括：
获取所述第i通道的原始回波数据和所述第i+1通道的原始回波数据；
利用相位补偿公式对所述第i通道的原始回波数据和所述第i+1通道的原始回波数据进行相位补偿；
将所述第i通道的原始回波数据补偿后得到的数据作为所述第i通道的回波数据，以及将所述第i+1通道的原始回波数据补偿后得到的数据作为所述第i+1通道的回波数据；
其中，所述相位补偿公式，包括：
Figure FDA0002992848500000022
所述si'(n,m)表示补偿后的第i通道的回波数据，所述si(n,m)表示第i通道的原始回波数据，所述n,m分别表示距离向变量和方位向变量，所述fd表示所述多普勒中心频率，所述di表示第i通道与发射天线相位中心间距，所述V表示卫星速度，所述tm表示相位补偿参数，其中设置i为0时，第i通道的相位误差为0。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述相位补偿参数是利用相位补偿参数公式确定的；
所述相位补偿参数公式，包括：
Figure FDA0002992848500000031
其中，所述Na表示第i通道回波的方位向点数，所述PRF表示所述脉冲重复频率。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第i通道的回波数据和所述第i+1通道的回波数据，利用快速傅里叶变换，确定所述第i通道和所述第i+1通道的协方差矩阵的特征向量，包括：
通过对所述第i通道的回波数据和所述第i通道的回波数据进行快速傅里叶变换，确定所述第i通道的回波数据的第一傅里叶变换结果和所述第i+1通道的回波数据的第二傅里叶变换结果；
根据所述第一傅里叶变换结果和所述第二傅里叶变换结果，利用协方差矩阵公式，确定所述第i通道和所述第i+1通道的协方差矩阵；
根据所述协方差矩阵，利用特征向量计算公式，确定所述特征向量；
所述协方差矩阵公式，包括：
Figure FDA0002992848500000032
其中，所述R(n,m)表示所述协方差矩阵，所述
Figure FDA0002992848500000033
Si(n,m)表示第i通道的回波数据的傅里叶变换结果，所述E[·]表示进行统计平均值的计算，所述S(n,m)H表示所述S(n,m)的共轭转置矩阵，所述2L+1表示在进行所述统计平均值的计算时所选取的距离向上的采集点个数；
所述特征向量计算公式，包括：
Figure FDA0002992848500000041
其中，α1>α2，所述α1,α2分别为第一特征值和第二特征值，所述g1和g2是分别与所述第一特征值和所述第二特征值对应的特征向量。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用第一相位补偿值对所述第i+1通道的回波数据进行补偿，包括：
通过相位补偿公式，对所述第i+1通道的回波数据进行所述第一相位补偿值的补偿；
所述相位补偿公式包括：
s'i(n,m)＝e-jΔδsi(n,m)
所述e-jΔδ表示所述第一相位补偿值，所述s'i(n,m)表示补偿后的第i通道的回波数据，所述si(n,m)表示第i通道的原始回波数据；
所述最小值优化条件包括：
Figure FDA0002992848500000042
当Δδ＝P时，所述第一距离满足所述最小值优化条件；
其中，所述Δδ表示所述相位误差估计值，所述
Figure FDA0002992848500000043
表示对所述Δδ进行最小值优化。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述K-1个相位误差，对所述K个接收通道进行相位误差的补偿，包括：
根据所述K-1个相位误差，确定所述K个接收通道的自身相位误差；
根据所述K个接收通道的自身相位误差，利用所述相位补偿公式，对所述K个接收通道进行相位误差的补偿。
7.一种多通道星载SAR相位均衡装置，其特征在于，所述装置包括：
回波数据确定模块，用于根据预先获取到的天线与系统参数，确定第i通道的回波数据及第i+1通道的回波数据，所述第i+1通道为所述第i通道的相邻通道；
特征向量确定模块，用于根据所述第i通道的回波数据和所述第i+1通道的回波数据，利用快速傅里叶变换，确定所述第i通道和所述第i+1通道的协方差矩阵的特征向量；
相位误差确定模块，用于根据所述特征向量，结合对旋转因子与空间导向因子的距离最小值优化，确定第一相位误差，所述第一相位误差是所述第i通道和所述第i+1通道之间需补偿的相位误差；
重复执行模块，用于令i＝i+1，并重复所述根据预先获取到的天线与系统参数，确定第i通道的回波数据及第i+1通道的回波数据的步骤到所述根据所述特征向量，结合对旋转因子与空间导向因子的距离最小值优化，确定第一相位误差的步骤，直至确定所述天线与系统参数中包含的所有K个接收通道之间需补偿的K-1个相位误差；其中，i为自然数，i的起始值为零，i≤K-1；
补偿模块，用于根据所述K-1个相位误差，对所述K个接收通道进行相位误差的补偿；
所述相位误差确定模块，包括：
旋转因子确定子模块，用于根据所述特征向量，利用旋转因子计算公式，确定所述旋转因子；
距离确定子模块，用于根据所述旋转因子和空间导向因子，利用距离确定公式，确定第一距离；
重复执行子模块，用于利用第一相位补偿值对所述第i+1通道的回波数据进行补偿，重复所述根据所述第i通道的回波数据和所述第i通道的回波数据，利用快速傅里叶变换，确定所述第i通道和所述第i+1通道的协方差矩阵的特征向量的步骤至所述根据所述旋转因子和空间导向因子，利用距离确定公式，确定第一距离的步骤，直至所述第一距离满足最小值优化条件；
相位误差确定子模块，用于将满足所述最小值优化条件的相位误差估计值，作为所述第一相位误差；
所述旋转因子计算公式，包括：
Figure FDA0002992848500000061
其中，所述φ表示所述旋转因子，所述g1,1＝[1 0]g1，所述g1,2＝[0 1]g1；
所述距离确定公式，包括：
P＝||λ(φ)-λ(d)||2
所述P表示所述第一距离，所述d表示所述空间导向因子，所述λ(φ)表示φ的特征值，所述λ(d)表示所述d的特征值。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述预先获取到的天线与系统参数包括：脉冲重复频率、卫星速度、多普勒中心频率、接收通道个数以及每个通道与发射天线相位中心间距；所述回波数据确定模块，包括：
数据获取子模块，用于获取所述第i通道的原始回波数据和所述第i+1通道的原始回波数据；
相位补偿子模块，用于利用相位补偿公式对所述第i通道的原始回波数据和所述第i+1通道的原始回波数据进行相位补偿；
回波数据确定子模块，用于将所述第i通道的原始回波数据补偿后得到的数据作为所述第i通道的回波数据，以及将所述第i+1通道的原始回波数据补偿后得到的数据作为所述第i+1通道的回波数据；
其中，所述相位补偿公式，包括：
Figure FDA0002992848500000071
所述s'i(n,m)表示补偿后的第i通道的回波数据，所述si(n,m)表示第i通道的原始回波数据，所述n,m分别表示距离向变量和方位向变量，所述fd表示所述多普勒中心频率，所述di表示第i通道与发射天线相位中心间距，所述V表示卫星速度，所述tm表示相位补偿参数，其中设置i为0时，第i通道的相位误差为0。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述相位补偿参数是利用相位补偿参数公式确定的；
所述相位补偿参数公式，包括：
Figure FDA0002992848500000072
其中，所述Na表示第i通道回波的方位向点数，所述PRF表示所述脉冲重复频率。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述特征向量确定模块，包括：
傅里叶变换子模块，用于通过对所述第i通道的回波数据和所述第i通道的回波数据进行快速傅里叶变换，确定所述第i通道的回波数据的第一傅里叶变换结果和所述第i+1通道的回波数据的第二傅里叶变换结果；
矩阵确定子模块，用于根据所述第一傅里叶变换结果和所述第二傅里叶变换结果，利用协方差矩阵公式，确定所述第i通道和所述第i+1通道的协方差矩阵；
特征向量确定子模块，用于根据所述协方差矩阵，利用特征向量计算公式，确定所述特征向量；
所述协方差矩阵公式，包括：
Figure FDA0002992848500000081
其中，所述R(n,m)表示所述协方差矩阵，所述
Figure FDA0002992848500000082
Si(n,m)表示第i通道的回波数据的傅里叶变换结果，所述E[·]表示进行统计平均值的计算，所述S(n,m)H表示所述S(n,m)的共轭转置矩阵，所述2L+1表示在进行所述统计平均值的计算时所选取的距离向上的采集点个数；
所述特征向量计算公式，包括：
Figure FDA0002992848500000083
其中，α1>α2，所述α1,α2分别为第一特征值和第二特征值，所述g1和g2是分别与所述第一特征值和所述第二特征值对应的特征向量。
11.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述重复执行子模块，用于：
通过相位补偿公式，对所述第i+1通道的回波数据进行所述第一相位补偿值的补偿；
所述相位补偿公式包括：
s'i(n,m)＝e-jΔδsi(n,m)
所述e-jΔδ表示所述第一相位补偿值，所述s'i(n,m)表示补偿后的第i通道的回波数据，所述si(n,m)表示第i通道的原始回波数据；
所述最小值优化条件包括：
Figure FDA0002992848500000084
当Δδ＝P时，所述第一距离满足所述最小值优化条件；
其中，所述Δδ表示所述相位误差估计值，所述
Figure FDA0002992848500000091
表示对所述Δδ进行最小值优化。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述补偿模块，包括：
自身误差确定子模块，用于根据所述K-1个相位误差，确定所述K个接收通道的自身相位误差；
误差补偿子模块，用于根据所述K个接收通道的自身相位误差，利用所述相位补偿公式，对所述K个接收通道进行相位误差的补偿。
13.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-6中任一项所述方法的步骤。
14.一种电子设备，其特征在于，包括：
权利要求13中所述的计算机可读存储介质；以及
一个或者多个处理器，用于执行所述计算机可读存储介质中的程序。
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