CN111487614B - 基于子孔径的曲线航迹弹载sar波前重建成像方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于雷达成像技术领域，特别涉及一种基于子孔径的曲线航迹弹载SAR波前重建成像方法及系统，针对曲线航迹弹载SAR成像问题，通过分析弹载平台曲线飞行情况下的SAR回波信号瞬时多普勒频率变化特点，将弹载SAR曲线孔径分段处理，得到若干子孔径，采用直线孔径趋于各子孔径并进行子孔径粗分辨成像；针对各子孔径数据分别进行粗分辨相干成像；将各子孔径成像图像进行旋转和相干叠加，得到全孔径聚焦雷达图像。本发明较好地处理了弹载SAR平台的各种曲线孔径，对曲线航迹SAR导引头的工程化具有重要意义；并进一步通过仿真数据表明，其能够有效处理SAR载体平台的曲线运动，以生成聚焦效果良好的SAR图像。

Description

基于子孔径的曲线航迹弹载SAR波前重建成像方法及系统

技术领域

本发明属于雷达成像技术领域，特别涉及一种基于子孔径的曲线航迹弹载SAR波前重建成像方法及系统。

背景技术

合成孔径雷达导引头(Synthetic Aperture Radar Seeker,SARS)能够利用获得的高分辨SAR图像完成中远程导弹的惯性导航系统积累误差修正和末制导寻的，是国内外雷达导引头的一个研究热点。常规SAR要求载体平台飞行航迹匀速平直，严重限制了SAR载体平台飞行路径规划的灵活性，而飞行物在飞行过程中不可避免地存在威胁回避、地形规避、末段机动等曲线飞行状态。因此，研究曲线航迹弹载SAR成像算法具有重要的现实意义和应用价值。

SAR载体平台的有意机动可能严重背离水平匀速直线运动，使常规SAR成像算法的基本假设不符合实际。现有技术中，将多普勒带宽、脉冲响应函数等基本的SAR概念和方程推广到了SAR载体平台非水平飞行的情形下，或分别利用距离相对多普勒处理(RangeRelative Doppler Processing,RRDP)和不变映射(Invariant Mapping Technique,IMT)技术解决SAR载体平台下降导致的距离徙动和几何畸变问题；或者通过曲线SAR系统以提高雷达的测绘速度；或同时在方位向和高度向进行孔径合成的曲线SAR三维参数化成像算法；或利用SAR平台的曲线航迹解决常规SAR目标横向位移与径向速度导致的多普勒频移模糊的问题。但它们都没有针对弹载SAR平台作曲线机动时的成像问题进行研究。可以看出，目前对于曲线航迹弹载SAR成像问题的研究集中于曲线SAR系统特性和成像难点分析，所提成像算法对平台曲线运动方式和规律进行了严格限制，不符合弹载SAR平台实际运动情况。

发明内容

为此，本发明提供一种基于子孔径的曲线航迹弹载SAR波前重建成像方法及系统，较好地处理了弹载SAR平台的各种曲线孔径，对曲线航迹SAR导引头的工程化具有重要意义。

按照本发明所提供的设计方案，提供一种基于子孔径的曲线航迹弹载SAR波前重建成像方法，包含如下内容：

将弹载SAR曲线孔径分段处理，得到若干子孔径，采用直线孔径趋于各子孔径并进行子孔径粗分辨成像；

针对各子孔径数据分别进行粗分辨相干成像；

将各子孔径成像图像进行旋转和相干叠加，得到全孔径聚焦雷达图像。

作为本发明曲线航迹弹载SAR波前重建成像方法，进一步地，依据雷达载体平台航迹的曲率和每幅粗分辨SAR图像的生成时间，确定子孔径长度。

作为本发明曲线航迹弹载SAR波前重建成像方法，进一步地，依据脉冲重复频率确定子孔径的最大长度，通过现行孔径成像方法生成粗分辨快视图像，以减少子孔径内方向位压缩处理中子孔径范围内SAR平台瞬时速度的大小和方向变化。

作为本发明曲线航迹弹载SAR波前重建成像方法，进一步地，依据雷达脉冲重复间隔PRI设定子孔径长度，针对采集的孔径数据，采用并行流水方式进行子孔径成像处理来获取新的粗分辨率子孔径图像，以通过结合已获取的粗分辨率子孔径图像来得到相应精分辨SAR图像。

作为本发明曲线航迹弹载SAR波前重建成像方法，进一步地，将曲线航迹SAR的飞行轨迹近似于一系列线性子孔径加上残余运动误差，其中，将残余运动误差通过补偿沿航线方向运动误差以将其近似为空不变误差，利用线性孔径SAR波前重建算法在子孔径上进行粗分辨相干成像，生成目标区域的粗分辨图像。

作为本发明曲线航迹弹载SAR波前重建成像方法，进一步地，设定子孔径中心到场景中心的距离、斜视角，在子孔径范围内，将导弹近似为以设定速度沿直线运动，获取SAR回波信号相对快时间的傅里叶变换；忽略常数和幅度函数，利用驻留相位法获取傅里叶变换对合成孔径域的傅里叶变换，经匹配滤波后获取波数域的目标函数，以通过目标函数生成目标区域的粗分辨图像。

作为本发明曲线航迹弹载SAR波前重建成像方法，进一步地，在子孔径成像图像数据叠加之前，将波数域目标函数旋转到全孔径对应的基准坐标系下。

作为本发明曲线航迹弹载SAR波前重建成像方法，进一步地，借助二维插值进行波数域目标函数旋转。

作为本发明曲线航迹弹载SAR波前重建成像方法，进一步地，在得到多个子孔径在空间频率坐标系下二维谱后进行相干叠加，并通过逆傅里叶变换获取高分辨图像；通过递推方法来更新后续子孔径波数域的目标函数。

进一步地，本发明还提供一种基于子孔径的曲线航迹弹载SAR波前重建成像系统，包含：划分模块、粗成像模块和叠加模块，其中，

划分模块，用于将弹载SAR曲线孔径分段处理，得到若干子孔径，采用直线孔径趋于各子孔径并进行子孔径粗分辨成像；

粗成像模块，用于针对各子孔径数据分别进行粗分辨相干成像；

叠加模块，用于将各子孔径成像图像进行旋转和相干叠加，得到全孔径聚焦雷达图像。

本发明的有益效果：

本发明针对曲线航迹弹载SAR成像问题，分析了弹载平台曲线飞行情况下的SAR回波信号瞬时多普勒频率变化特点，将曲线孔径分成若干子孔径，采用直线孔径近似各子孔径并进行子孔径粗分辨成像，然后将子孔径成像结果进行旋转并相干叠加形成全孔径高分辨图像；较好地处理了弹载SAR平台的各种曲线孔径，对曲线航迹SAR导引头的工程化具有重要意义。并进一步通过仿真数据表明，其能够有效处理SAR载体平台的曲线运动，以生成聚焦效果良好的SAR图像。

附图说明：

图1为实施例中曲线航迹弹载SAR波前重建成像方法流程示意图；

图2为实施例中曲线航迹SAR成像几何图示意；

图3为实施例中子孔径与对应的成像坐标系示意；

图4为实施例中子孔径二维波数域数据示意；

图5为实施例中子孔径2线性近似示意；

图6为实施例中导弹飞行航迹与子孔径划分示意；

图7为实施例中曲线航迹SAR子孔径成像结果示意；

图8为实施例中曲线航迹SAR全孔径成像结果示意。

具体实施方式：

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚、明白，下面结合附图和技术方案对本发明作进一步详细的说明。

针对曲线航迹弹载SAR成像问题，通过分析弹载平台曲线飞行情况下的SAR回波信号瞬时多普勒频率变化特点，本发明实施例，参见图1所示，提供一种基于子孔径的曲线航迹弹载SAR波前重建成像方法，包含如下内容：

S101、将弹载SAR曲线孔径分段处理，得到若干子孔径，采用直线孔径趋于各子孔径并进行子孔径粗分辨成像；

S102、针对各子孔径数据分别进行粗分辨相干成像；

S103、将各子孔径成像图像进行旋转和相干叠加，得到全孔径聚焦雷达图像。

将曲线孔径分成若干子孔径，采用直线孔径近似各子孔径并进行子孔径粗分辨成像，然后将子孔径成像结果进行旋转并相干叠加形成全孔径高分辨图像；较好地处理了弹载SAR平台的各种曲线孔径，便于生成聚焦效果良好的SAR图像，对曲线航迹SAR导引头的工程化具有重要意义。

曲线航迹SAR斜视聚束成像的几何关系如图2所示，坐标系oxy的x轴和y轴方向分别为导弹航迹中某点的法线和切线方向，成像区域中心为(x_c,y_c)，成像区域内某点(x′_n,y′_n)的后向散射系数为σ_n。t_m时刻曲线航迹SAR相位中心位置为(x_r(t_m),y_r(t_m))，相位中心的轨迹如图中虚线所示。雷达发射信号用p(τ)表示，省略发射信号窗函数并且假设雷达天线方向图是全向的，则第n个目标的回波信号可表示为：

则s_n(τ,t_m)相对快时间τ的Fourier变换为：

式中，P(ω)为发射信号p(τ)的Fourier变换，k＝ω/c为波数。

则瞬时多普勒频率：

其中，

为平台位于(x_r(t_m),y_r(t_m))时第n个目标的雷达视角，

分别为平台沿x、y方向的瞬时速度。设平台瞬时速度v(t_m)的方向与x轴正向的夹角为α(t_m)，则：

由于导弹运动速度快，一个Burst时间内，其运动误差不再是一个小量，运动补偿不能取得理想的效果。若将一个Burst孔径划分为若干个子孔径，在各子孔径内可近似认为SAR平台瞬时速度的大小和方向不变。由式(4)可以看出，SAR多普勒域是雷达视角域的映射，雷达视角和平台速度的连续性使得曲线航迹SAR全孔径时间内回波信号多普勒频率也是连续的，各子孔径多普勒频率是全孔径多普勒频率的一段，因此可以在各子孔径范围内按常规SAR方法对曲线航迹SAR进行近似处理生成粗分辨图像，然后在全孔径范围内将各子孔径图像相干叠加合成高分辨图像。由于子孔径对应窄的多普勒带宽，进行子孔径处理还可以降低方位向空间采样率(PRF)和运动补偿的要求，并可以实现“快视”从合成孔径工作原理看，进行子孔径处理也是很自然的。合成孔径过程本身就是由真实小孔径天线综合形成虚拟大孔径天线来提高方位分辨率的过程。将综合过程分成几个阶段，先综合部分孔径数据形成一系列中等孔径的等效天线，而后再将这些中等孔径天线进行综合。

曲线航迹弹载SAR长时间非线性运行对传统SAR运动补偿方法的可行性提出了挑战。考虑到SAR回波信号相干处理能够保留完整准确的相位信息，本发明实施例中，首先将弹载SAR曲线孔径划分为若干个子孔径，然后使用各子孔径数据进行粗分辨相干成像，最后将各子孔径图像进行旋转和相干叠加生成全孔径聚焦雷达图像。

作为本发明实施例中的曲线航迹弹载SAR波前重建成像方法，进一步地，将曲线航迹SAR的飞行轨迹近似于一系列线性子孔径加上残余运动误差，其中，将残余运动误差通过补偿沿航线方向运动误差以将其近似为空不变误差，利用线性孔径SAR波前重建算法在子孔径上进行粗分辨相干成像，生成目标区域的粗分辨图像。进一步地，设定子孔径中心到场景中心的距离、斜视角，在子孔径范围内，将导弹近似为以设定速度沿直线运动，获取SAR回波信号相对快时间的傅里叶变换；忽略常数和幅度函数，利用驻留相位法获取傅里叶变换对合成孔径域的傅里叶变换，经匹配滤波后获取波数域的目标函数，以通过目标函数生成目标区域的粗分辨图像。

如图3所示，将曲线航迹SAR的飞行轨迹用一系列线性子孔径加上残余的运动误差来近似，此时残余误差较小，可近似为空不变误差，按常规方法补偿沿航线方向的运动误差即可，在这些子孔径上按常规线性孔径SAR波前重建算法进行处理可以生成目标区域的粗分辨图像。以子孔径2为例，在子孔径中心到场景中心(x_c2,y_c2)的距离为R_c2，斜视角为θ_c2，在子孔径范围内，导弹近似以速度v₂沿直线运动，记u₂＝v₂t_m，则SAR回波信号s(t,u)相对快时间的Fourier变换为：

利用驻留相位法可得s(ω,u₂)对合成孔径域u₂的Fourier变换为(忽略常数和幅度函数)：

定义：

k_y2(ω,k_u2)＝k_u2 (8)

则

匹配滤波后波数域的目标函数为：

从子孔径波前重建算法的过程可以看出，子孔径波前重建SAR图像中保留了相位信息，可以相干叠加这些粗分辨图像以生成高分辨SAR图像。

作为本发明实施例中的曲线航迹弹载SAR波前重建成像方法，进一步地，在子孔径成像图像数据叠加之前，将波数域目标函数旋转到全孔径对应的基准坐标系下。进一步地，借助二维插值进行波数域目标函数旋转。

子孔径2的成像坐标系o′x′₂y′₂相对全孔径的成像坐标系o′x′y′有一定角度的旋转，大小为

其中k₂为子孔径2的斜率。因此，在子孔径数据叠加之前，需要将式(10)表示的波数域目标函数旋转到全孔径对应的基准坐标系下，如图4所示。旋转可以借助二维插值来实现，旋转后波数域目标函数为

对F₂(k_x,k_y)分别进行两个方向上的逆Fourier变换就可以得到坐标系o′x′y′下的目标区域粗分辨图像。

作为本发明实施例中的曲线航迹弹载SAR波前重建成像方法，进一步地，在得到多个子孔径在空间频率坐标系下二维谱后进行相干叠加，并通过逆傅里叶变换获取高分辨图像；通过递推方法来更新后续子孔径波数域的目标函数。

若利用M_s个子孔径的数据生成高分辨SAR图像，那么在获得了第N_s个子孔径的波数域SAR数据后，波数域目标函数可以写为：

得到M_s个子孔径的在空间频率坐标系下二维谱后，将它们相干叠加并作逆Fourier变换就可以得到坐标系o′x′y′下的高分辨SAR图像。

前一幅高分辨SAR图像的波数域目标函数可以表示为：

因此，可以用递推的方法更新目标函数：

作为本发明实施例中的曲线航迹弹载SAR波前重建成像方法，进一步地，依据雷达载体平台航迹的曲率和每幅粗分辨SAR图像的生成时间，确定子孔径长度。

子孔径的划分是基于子孔径的曲线航迹SAR成像的一个重要步骤。与常规线性孔径SAR不同，曲线航迹SAR用来近似每一段子孔径的直线斜率是变化的，子孔径的长度可以是固定的也可以是变化的，这主要取决于雷达载体平台航迹的曲率和每幅粗分辨SAR图像的生成时间，关键是保证在一个子孔径间隔内，雷达平台没有剧烈的航迹跳变，经过运动补偿后子孔径内的方位向压缩可以常规线性孔径SAR的方式进行。子孔径划分的最大长度需要同时满足下面三个限制原则。

作为本发明实施例中的曲线航迹弹载SAR波前重建成像方法，进一步地，依据脉冲重复频率确定子孔径的最大长度，通过现行孔径成像方法生成粗分辨快视图像，以减少子孔径内方向位压缩处理中子孔径范围内SAR平台瞬时速度的大小和方向变化。

若子孔径多普勒带宽为B_K，为避免方位频谱的混叠，需使PRF＞B_K。另外PRF与测绘带宽、脉冲宽度之间存在基本的限制关系：

其中，W_r是测绘带距离宽度，θ为天线视角，T_p是发射脉冲宽度，T_sp是保护间隔时间，通常允许随信号距离延迟时间的变化而调整。

从式(16)可知，测绘带距离宽度等系统参数决定了PRF的上限，同时这也决定了子孔径多普勒带宽的最大值。由多普勒频率与雷达视角的关系，雷达视角的最大变化范围也随之确定，即方位向不模糊的最大子孔径长度可以确定。

将曲线SAR子孔径内的方位向压缩按常规线性孔径SAR的方式进行处理，就要保证子孔径范围内SAR平台的瞬时速度的大小和方向近似不变，即在现有运动补偿精度条件下用常规线性孔径SAR成像的方法可以生成满足要求的粗分辨“快视”图像。仍以图3中子孔径2为例进行讨论，将子孔径2用直线近似，如图5。

在子孔径2成像坐标系

中，设曲线孔径与直线近似孔径之间的残余误差为

则点目标n在(ω,t_m)域中的回波信号为：

上式可写为：

式中,

为用直线近似子孔径2的残余距离误差，

为在直线近似孔径上的SAR平台速度。则式(18)最后一项为用直线近似子孔径引起的相位误差，假设选用窄波束宽度运动补偿，补偿函数为

其中

为目标区域的平均斜视角，

为子孔径2成像坐标系

下目标区域中心。为保证成像质量，经过补偿后应使直线近似子孔径引起的相位误差足够小，假若使其小于π/2，即

由于

其中,

为子孔径2成像坐标系下点目标n的斜视角。将式(20)代入式(19)可得

使上式在最高信号频率和目标区域斜视角范围内成立，即可得子孔径的最大长度。一般情况下，

则子孔径最大长度可由下式在目标区域斜视角范围内确定：

其中,k_max为信号最高频率对应的波数。若在子孔径成像坐标系下，前向误差

远小于横向误差

则子孔径最大长度可由下式简单确定：

式中，

为目标区域斜视角最小斜视角。

作为本发明实施例中的曲线航迹弹载SAR波前重建成像方法，进一步地，依据雷达脉冲重复间隔PRI设定子孔径长度，针对采集的孔径数据，采用并行流水方式进行子孔径成像处理来获取新的粗分辨率子孔径图像，以通过结合已获取的粗分辨率子孔径图像来得到相应精分辨SAR图像。

“快视”成像要求提供足够高的数据率供导引头控制使用，而对图像分辨率要求不高。子孔径划分要充分考虑“快视”的要求，在满足“快视”对分辨率要求的基础上，以足够高的速度生成粗分辨图像，这就限制了子孔径的最大长度。由子孔径数据成像处理过程可知生成一幅参考坐标系下的子孔径“快视”图像主要的运算有两次FFT、残余误差补偿和匹配滤波所需的两次多点乘法操作、一次二维插值以及两次IFFT。假设子孔径测量回波信号快慢时间采样点数分别为N和M,“快视”SAR图像距离向和方位向采样点数分别为k₁和k₂，则两次FFT和两次IFFT的计算量为：

复乘：

复加：2×MNlog₂MN+2×k₁k₂log₂k₁k₂

两次多点乘法操作的计算量为：

复乘：2×MN

二维插值有多种方法，计算量不一。假设将二维插值分成两次一维插值进行，插值滤波器长度为l_p，不考虑插值滤波后重采样位置的计算，则一次二维插值计算量为：

复乘：l_p×k₁+l_p×k₂

复加：l_p×k₁+l_p×k₂-2

则生成子孔径“快视”SAR图像的总计算量为：

复乘：MNlog₂MN+k₁k₂log₂k₁k₂+2MN+l_p(k₁+k₂)

复加：2MNlog₂MN+2k₁k₂log₂k₁k+l_p(k₁+k₂)-2

子孔径成像过程相对独立，只要陆续采集的孔径数据可以构成一个新的子孔径，就可以对其进行成像处理，得到新的粗分辨子孔径图像，不必等整个孔径的数据收集完后再进行处理。结合之前已有的一组粗分辨图像，就可以得到相应的精分辨SAR图像。可以看出，子孔径成像处理流程便于并行和流水处理，这会大大加快成像处理速度。当然子孔径也不宜过短。过短不仅会使子孔径粗分辨图像分辨率过低，而且子孔径个数的增多也会使生成一幅高分辨SAR图像的计算量过大，必须对子孔径的长度折衷考虑，一般子孔径长度约为一百个PRI左右。

进一步地，基于上述的方法，本发明实施例还提供一种基于子孔径的曲线航迹弹载SAR波前重建成像系统，包含：划分模块、粗成像模块和叠加模块，其中，

划分模块，用于将弹载SAR曲线孔径分段处理，得到若干子孔径，采用直线孔径趋于各子孔径并进行子孔径粗分辨成像；

粗成像模块，用于针对各子孔径数据分别进行粗分辨相干成像；

叠加模块，用于将各子孔径成像图像进行旋转和相干叠加，得到全孔径聚焦雷达图像。

为验证本发明技术方案有效性，下面结合仿真数据对点目标进行成像仿真：

仿真参数如下：发射信号中心频率f_c＝10GHz，调频带宽B＝100MHz，时宽T_p＝4μs，孔径中心斜视角θ和斜距Rc分别为60°和20km，导弹在水平面内进行加速度为a＝2g的转弯，g为重力加速度，y方向速度为1000m/s，且在转弯过程中保持不变，其飞行轨迹如图6所示，y方向合成孔径长度为260m，分为四个子孔径进行处理，由于子孔径波数域带宽较小，脉冲重复频率PRF为1000Hz。

表1基于子孔径的曲线航迹SAR波前重建算法成像质量指标

图7是第四个子孔径的粗分辨成像结果，图8是全孔径精分辨成像结果，成像过程没有进行加权处理，全孔径波数域带宽是四个子孔径波数域带宽的和，两图的分辨率差异很明显。需要注意的是，子孔径处理过程中，为了保证子孔径的波数域频域分辨率与全孔径相同，子孔径成像处理需要包括一个补零的过程，将子孔径长度补零至与全孔径相同。另外由于各子孔径对同一目标区域进行成像时的斜视角不同，得到的各子孔径图像之间并不具有对应关系，所以各子孔径的波数域数据要旋转变换的统一的坐标系下才能进行全孔径的相干叠加。表1对仿真的结果进行了基于点目标的SAR图像质量评估，其中δ_a,δ_r,P_a,P_r,I_a,I_r分别表示方位向分辨率、距离向分辨率、方位向峰值旁瓣比、距离向峰值旁瓣比、方位向积分旁瓣比、距离向积分旁瓣比。由表中各指标可见基于子孔径的曲线航迹SAR波前重建算法较好地处理了平台的曲线运动。

基于以上内容，本发明实施例中，在分析曲线航迹SAR回波信号特点的基础上，通过将曲线孔径分段处理，并将各子孔径的粗分辨成像结果进行旋转和相干叠加，最终形成了全孔径高分辨SAR成像。曲线航迹SAR技术对载体平台飞行轨迹没有苛刻要求，大大增加了弹道规划的灵活性，使得SAR导引头在突防机动、地形规避时仍可对感兴趣区域进行成像，优势突出，相信随着其技术的成熟将获得广泛的应用。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。

基于上述的方法，本发明实施例还提供一种服务器，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现上述的方法。

基于上述的方法，本发明实施例还提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其中，该程序被处理器执行时实现上述的方法。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，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：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，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，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所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种基于子孔径的曲线航迹弹载SAR波前重建成像方法，其特征在于，包含如下内容：

将弹载SAR曲线孔径分段处理，得到若干子孔径，采用直线孔径趋于各子孔径并进行子孔径粗分辨成像；

针对各子孔径数据分别进行粗分辨相干成像；

将各子孔径成像图像进行旋转和相干叠加，得到全孔径聚焦雷达图像；

设定子孔径中心到场景中心的距离、斜视角，在子孔径范围内，将导弹近似为以设定速度沿直线运动，获取SAR回波信号相对快时间的傅里叶变换；忽略常数和幅度函数，利用驻留相位法获取傅里叶变换对合成孔径域的傅里叶变换，经匹配滤波后获取波数域的目标函数，以通过目标函数生成目标区域的粗分辨图像；

在子孔径成像图像数据叠加之前，将波数域目标函数旋转到全孔径对应的基准坐标系下，过程表示为：

借助二维插值进行波数域目标函数旋转；

在得到多个子孔径在空间频率坐标系下二维谱后进行相干叠加，并通过逆傅里叶变换获取高分辨图像；通过递推方法来更新后续子孔径波数域的目标函数；

获得第N_s个子孔径的波数域SAR数据后，波数域目标函数表示为：

用递推的方法更新目标函数：

其中，

表示前一幅高分辨SAR图像的波数域目标函数，M_s表示子孔径数，

表示第N_s个子孔径的波数域SAR数据旋转到全孔径对应的基准坐标系下波数域目标函数，

表示第N_s-M_s个子孔径的波数域SAR数据旋转到全孔径对应的基准坐标系下波数域目标函数，(k_x,k_y)表示基准坐标系。

2.根据权利要求1所述的基于子孔径的曲线航迹弹载SAR波前重建成像方法，其特征在于，依据雷达载体平台航迹的曲率和每幅粗分辨SAR图像的生成时间，确定子孔径长度。

3.根据权利要求1或2所述的基于子孔径的曲线航迹弹载SAR波前重建成像方法，其特征在于，依据脉冲重复频率确定子孔径的最大长度，通过现行孔径成像方法生成粗分辨快视图像，以减少子孔径内方向位压缩处理中子孔径范围内SAR平台瞬时速度的大小和方向变化。

4.根据权利要求1所述的基于子孔径的曲线航迹弹载SAR波前重建成像方法，其特征在于，依据雷达脉冲重复间隔PRI设定子孔径长度，针对采集的孔径数据，采用并行流水方式进行子孔径成像处理来获取新的粗分辨率子孔径图像，以通过结合已获取的粗分辨率子孔径图像来得到相应精分辨SAR图像。

5.根据权利要求1所述的基于子孔径的曲线航迹弹载SAR波前重建成像方法，其特征在于，将曲线航迹SAR的飞行轨迹近似于一系列线性子孔径加上残余运动误差，其中，将残余运动误差通过补偿沿航线方向运动误差以将其近似为空不变误差，利用线性孔径SAR波前重建算法在子孔径上进行粗分辨相干成像，生成目标区域的粗分辨图像。

6.一种基于子孔径的曲线航迹弹载SAR波前重建成像系统，其特征在于，基于权利要求1所述的方法实现，包含：划分模块、粗成像模块和叠加模块，其中，

划分模块，用于将弹载SAR曲线孔径分段处理，得到若干子孔径，采用直线孔径趋于各子孔径并进行子孔径粗分辨成像；

粗成像模块，用于针对各子孔径数据分别进行粗分辨相干成像；

叠加模块，用于将各子孔径成像图像进行旋转和相干叠加，得到全孔径聚焦雷达图像。

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