CN113466855B - 一种信号重构方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供了一种信号重构方法及装置，该方法包括：获取多个第一星载雷达的多个第一回波信号，并对多个第一回波信号进行幅度同步和相位同步，得到多个第二回波信号；多个第一回波信号为第二星载雷达向地面发射雷达信号后反射到多个第一星载雷达上的信号；对多个第二回波信号依次进行一阶基线误差补偿、二阶基线误差补偿和方位向空变误差补偿，得到多个第三回波信号；根据多个第一星载雷达的系统参数和第二星载雷达的系统参数得到多个相位偏移量和多个时间偏移量，并基于多个相位偏移量和多个时间偏移量生成重构矩阵；基于重构矩阵对多个第三回波信号进行处理，得到一个第四回波信号，以基于一个第四回波信号生成雷达图像。

Description

一种信号重构方法及装置
技术领域
本申请涉及星载雷达领域，尤其涉及一种信号重构方法及装置。
背景技术
由于受到地球非球形、三体、大气阻力等复杂摄动的影响，卫星轨道会随着时间不断漂移。因此，实际的分布式卫星系统通常会设置交轨基线来防止卫星之间发生碰撞。然而，在对分布式卫星系统接收的回波信号进行高分辨率成像时，由于星间交轨基线会影响图像的质量，并且回波信号中由于方位向欠采样引起的模糊信号也会影响图像的质量，使得成像的分辨率低。
发明内容
本申请实施例提供一种信号重构方法及装置，能够通过对回波信号的重构提升根据此回波信号生成雷达图像的分辨率。
本申请的技术方案是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提供一种信号重构方法，所述方法包括：
获取多个第一星载雷达的多个第一回波信号，并对所述多个第一回波信号进行幅度同步和相位同步，得到多个第二回波信号；所述多个第一回波信号为第二星载雷达向地面发射雷达信号后反射到所述多个第一星载雷达上的信号；
对所述多个第二回波信号依次进行一阶基线误差补偿、二阶基线误差补偿和方位向空变误差补偿，得到多个第三回波信号；
根据所述多个第一星载雷达的系统参数和所述第二星载雷达的系统参数得到多个相位偏移量和多个时间偏移量，并基于所述多个相位偏移量和所述多个时间偏移量生成重构矩阵；
基于所述重构矩阵对所述多个第三回波信号进行处理，得到一个第四回波信号，以基于所述一个第四回波信号生成雷达图像。
在上述信号重构方法中，所述对所述多个第二回波信号依次进行一阶基线误差补偿、二阶基线误差补偿和方位向空变误差补偿，得到多个第三回波信号，包括：
确定所述多个第二回波信号之间的距离偏差，得到一组距离偏差值；
基于所述一组距离偏差值对所述多个第二回波信号进行一阶相位误差补偿、距离重采样处理和方位重采样处理，得到一阶基线误差补偿后的信号；
依次对所述一阶基线误差补偿后的信号进行二阶基线误差补偿和方位向空变误差补偿，得到所述多个第三回波信号。
在上述信号重构方法中，所述对所述多个第二回波信号依次进行一阶基线误差补偿、二阶基线误差补偿和方位向空变误差补偿，得到多个第三回波信号之后，所述根据所述多个第一星载雷达的系统参数和所述第二星载雷达的系统参数得到多个相位偏移量和多个时间偏移量之前，所述方法还包括；
对所述多个第三回波信号分别进行反距离压缩和反距离徙动校正，得到调整后的多个第三回波信号；
相应的，所述基于所述重构矩阵对所述多个第三回波信号进行处理，得到一个第四回波信号，包括：
基于所述重构矩阵对所述调整后的多个第三回波信号进行处理，得到一个第四回波信号。
在上述信号重构方法中，所述基于所述多个相位偏移量和所述多个时间偏移量生成重构矩阵，包括：
基于所述雷达信号、所述多个第三回波信号、所述多个第一星载雷达的系统参数和所述第二星载雷达的系统参数建立通道函数；
对所述通道函数中的所述多个相位偏移量和所述多个时间偏移量进行傅里叶变换，得到傅里叶变换结果，并基于所述傅里叶变换结果生成响应矩阵；
对所述响应矩阵进行矩阵逆变换得到所述重构矩阵。
第二方面，本申请实施例提供一种信号重构装置，所述装置包括：
获取单元，用于获取多个第一星载雷达的多个第一回波信号，并对所述多个第一回波信号进行幅度同步和相位同步，得到多个第二回波信号；所述多个第一回波信号为第二星载雷达向地面发射雷达信号后反射到所述多个第一星载雷达上的信号；
数据处理单元，用于对所述多个第二回波信号依次进行一阶基线误差补偿、二阶基线误差补偿和方位向空变误差补偿，得到多个第三回波信号；
所述数据处理单元，还用于根据所述多个第一星载雷达的系统参数和所述第二星载雷达的系统参数得到多个相位偏移量和多个时间偏移量，并基于所述多个相位偏移量和所述多个时间偏移量生成重构矩阵；
所述数据处理单元，还用于基于所述重构矩阵对所述多个第三回波信号进行处理，得到一个第四回波信号，以基于所述一个第四回波信号生成雷达图像。
在上述信号重构装置中，所述装置还包括：
确定单元，用于确定所述多个第二回波信号之间的距离偏差，得到一组距离偏差值；
所述数据处理单元，还用于基于所述一组距离偏差值对所述多个第二回波信号进行一阶相位误差补偿、距离重采样处理和方位重采样处理，得到一阶基线误差补偿后的信号；
所述数据处理单元，还用于依次对所述一阶基线误差补偿后的信号进行二阶基线误差补偿和方位向空变误差补偿，得到所述多个第三回波信号。在上述信号重构装置中，所述装置还包括：
建立单元，用于基于所述雷达信号、所述多个第三回波信号、所述多个第一星载雷达的系统参数和所述第二星载雷达的系统参数建立通道函数；
所述数据处理单元，还用于对所述通道函数中的所述多个相位偏移量和所述多个时间偏移量进行傅里叶变换，得到傅里叶变换结果，并基于所述傅里叶变换结果生成响应矩阵；对所述响应矩阵进行矩阵逆变换得到所述重构矩阵。
第三方面，本申请实施例提供一种信号重构设备，其特征在于，所述设备包括：处理器、存储器及通信总线；所述处理器执行存储器存储的运行程序时实现如上述任一项所述的方法。
本申请实施例提供了一种信号重构方法及装置，该方法包括：获取多个第一星载雷达的多个第一回波信号，并对多个第一回波信号进行幅度同步和相位同步，得到多个第二回波信号；多个第一回波信号为第二星载雷达向地面发射雷达信号后反射到多个第一星载雷达上的信号；对多个第二回波信号依次进行一阶基线误差补偿、二阶基线误差补偿和方位向空变误差补偿，得到多个第三回波信号；根据多个第一星载雷达的系统参数和第二星载雷达的系统参数得到多个相位偏移量和多个时间偏移量，并基于多个相位偏移量和多个时间偏移量生成重构矩阵；基于重构矩阵对多个第三回波信号进行处理，得到一个第四回波信号，以基于一个第四回波信号生成雷达图像；采用上述实现方案，首先通过对多个第二回波信号依次进行一阶基线误差补偿、二阶基线误差补偿和方位向空变误差补偿消除不同回波信号之间的航迹偏差，然后基于重构矩阵消除回波信号中由于方位向欠采样引起的模糊信号，得到无模糊信号并且相同航迹的回波信号，使得根据此回波信号生成雷达图像的分辨率提高。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种信号重构方法流程图；
图2为本申请实施例提供的一种示例性的辅星接收回波信号示意图1；
图3为本申请实施例提供的一种示例性的辅星接收回波信号示意图2；
图4为本申请实施例提供的一种示例性的距离向偏差的几何关系示意图；
图5为本申请实施例提供的一种示例性的二阶基线误差补偿几何关系示意图；
图6为本申请实施例提供的一种示例性的方位空变几何关系示意图；
图7为本申请实施例提供的一种示例性的消除模糊信号扭曲示意图；
图8为本申请实施例提供的一种示例性的消除模糊信号流程图；
图9为本申请实施例提供的一种示例性的成像方法流程图；
图10为本申请实施例提供的一种示例性的成像仿真参数图；
图11为本申请实施例提供的一种示例性的成像仿真结果示意图1；
图12为本申请实施例提供的一种示例性的成像仿真结果示意图2；
图13为本申请实施例提供的一种示例性的成像仿真结果示意图3；
图14为本申请实施例提供的一种示例性的成像仿真结果示意图4；
图15为本申请实施例提供的一种示例性的成像仿真结果示意图5；
图16为本申请实施例提供的一种示例性的成像仿真结果示意图6；
图17为本申请实施例提供的一种信号重构装置1的组成结构示意图；
图18为本申请实施例提供的一种信号重构设备1的组成结构示意图。
具体实施方式
应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请。并不用于限定本申请。
本申请实施例提供一种信号重构方法，应用于信号重构装置，图1为本申请实施例提供的一种信号重构方法流程图，如图1所示，信号重构方法可以包括：
S101、获取多个第一星载雷达的多个第一回波信号，并对多个第一回波信号进行幅度同步和相位同步，得到多个第二回波信号；多个第一回波信号为第二星载雷达向地面发射雷达信号后反射到多个第一星载雷达上的信号。
在本申请实施例中，信号重构装置获取多个第一星载雷达的多个第一回波信号，并对多个第一回波信号进行幅度同步和相位同步，得到多个第二回波信号；多个第一回波信号为第二星载雷达向地面发射雷达信号后反射到多个第一星载雷达上的信号。
需要说明的是，在本申请实施例中，第一星载雷达应用于辅星上，第二星载雷达应用于主星上，主星向地面发射雷达信号之后，辅星接收地面反射的回波信号。
需要说明的是，由于在分布式星载雷达系统中，通常包括一个主星，多个辅星，多个辅星对应多个第一星载雷达，进而在获取辅星的回波信号时，会存在多个回波信号，由于多个辅星和主星的相对位置不同，因此多个回波信号之间会存在幅度差和相位差，需要在重构回波信号之前，对多个回波信号进行幅度同步和相位同步。
S102、对多个第二回波信号依次进行一阶基线误差补偿、二阶基线误差补偿和方位向空变误差补偿，得到多个第三回波信号。
在本申请实施例中，信号重构装置在得到幅度同步和相位同步的多个第二回波信号之后，对多个第二回波信号依次进行一阶基线误差补偿、二阶基线误差补偿和方位向空变误差补偿，得到多个第三回波信号。
需要说明的是，如图2所示，图2为本申请实施例给出的一种示例性的辅星接收回波信号示意图1，由于多个辅星在绕地球运动时所在的轨道都不同，因此，不同辅星之间存在有交轨基线，则不同辅星对应的回波信号之间存在有航迹偏差，需要通过预设基线误差补偿算法消除，图3为本申请实施例给出的一种示例性的辅星接收回波信号示意图2，如图3所示，通过预设基线误差补偿算法能够使得不同辅星都在同一轨道上。
需要说明的是，一阶基线误差补偿可以用来消除由于不同辅星之间的交轨基线引起的场景中心的斜距和相位误差。
具体的，确定多个第二回波信号之间的距离偏差，得到一组距离偏差值；对基于一组距离偏差值对多个第二回波信号进行一阶相位误差补偿、距离重采样处理和方位重采样处理，得到一阶基线误差补偿后的信号。
示例性的，图4为本申请实施例给出的一种示例性的距离向偏差的几何关系示意图，参考图4，距离向偏差
Figure BDA0003175397710000061
可以表示如下：
Figure BDA0003175397710000062
Figure BDA0003175397710000063
将多个第二回波信号表示为：
Figure BDA0003175397710000064
一阶基线误差补偿算法需要对多个第二回波信号补偿的相位表示为：
Figure BDA0003175397710000071
通过将原始信号与补偿相位相乘，可得：
Figure BDA0003175397710000072
通过一阶基线误差补偿补偿多个第二回波信号之后，得到
Figure BDA0003175397710000073
通过下式(6)对
Figure BDA0003175397710000074
进行距离压缩和距离徙动校正，如下所示：
Figure BDA0003175397710000075
在得到距离压缩和距离徙动校正后的多个第二回波信号，需要对其进行方位重采样处理，如下所示，得到
Figure BDA0003175397710000076
Figure BDA0003175397710000077
由于多个第二回波信号中包含方位模糊信号，因此在对
Figure BDA0003175397710000078
进行距离压缩和距离徙动校正时，多个第二回波信号中的模糊信号被扭曲，需要进一步通过反距离压缩算法和反距离徙动校正算法消除此模糊信号扭曲。
需要说明的是，回波信号中的模糊信号是由于方位向欠采样而引起的。
在本申请实施例中，在得到一阶基线误差补偿后的信号之后，依次对一阶基线误差补偿后的信号进行二阶基线误差补偿和方位向空变误差补偿，得到多个第三回波信号。
需要说明的是，在对多个第二回波信号进行一阶基线误差补偿算法、距离压缩和距离徙动校正之后，需要利用二阶基线误差补偿算法对其再进行距离向的空变误差补偿。
示例性的，图5为本申请实施例给出的一种示例性的二阶基线误差补偿几何关系示意图，参考图5，以A点作为观测中心完成一阶相位补偿后，C点的方位相位为：
Figure BDA0003175397710000081
其中：
Figure BDA0003175397710000082
为了得到理想的相位值，C点的相位补偿值应该为：
Figure BDA0003175397710000083
需要说明的是，在利用二阶基线误差补偿算法进行距离向的空变误差补偿之后，还需要利用方位向空变误差补偿算法针对特定距离门，补偿方位向空变误差。
示例性的，图6为本申请实施例给出的一种示例性的方位空变几何关系示意图，参考图6，得出：
Figure BDA0003175397710000084
因此，空变相位误差表达式为：
Figure BDA0003175397710000085
通过以上预设基线误差补偿算法的步骤，可以将具有交轨基线的回波信号转换为零交轨基线的回波信号。
在本申请实施例中，由于在通过一阶基线误差补偿算法补偿回波信号之后，对回波信号进行了距离压缩和距离徙动校正，使得模糊信号被扭曲，因此，需要通过预设扭曲消除算法消除回波信号中模糊信号的扭曲，得到模糊信号正常的回波信号。
需要说明的是，预设扭曲消除算法包括反距离压缩算法和反距离徙动校正算法。
具体的，对多个第三回波信号分别进行反距离压缩和反距离徙动校正，得到调整后的多个第三回波信号，相应的，基于重构矩阵对多个第三回波信号进行处理，得到一个第四回波信号，包括：基于重构矩阵对调整后的多个第三回波信号进行处理，得到一个第四回波信号。
示例性的，反距离压缩和反距离徙动校正的过程通过以下步骤实现：
对多个第三回波信号分别进行距离向和方位向的快速傅里叶FFT变换得到二维频域回波数据S(fr,fη)，并将其与如下传递函数HR(fr,fη,Rcen)相乘，完成反距离压缩、反距离徙动校正(RCMC)和反二次距离压缩(SRC)，如下所示，HR(fr,fη,Rcen)可以表示为：
Figure BDA0003175397710000091
在得到HR(fr,fη,Rcen)以后，对反距离压缩后的回波数据进行距离向的快速傅里叶FFT变换，得到距离多普勒域回波数据Sd(t,fη)，并对Sd(t,fη)进行插值处理消除δRf(τ,fη,Rcen,R0)，实现反残余RCM，如下所示，δRf(τ,fη,Rcen,R0)可以表示为：
Figure BDA0003175397710000092
通过如上步骤，能够实现对多个第三回波信号反距离压缩和反距离徙动校正的过程，得到调整后的多个第三回波信号；图7为本申请实施例给出的一种示例性的消除模糊信号扭曲示意图，如图7所示，在图7的B、C、E和F中，虚线代表欠采样的理想信号，实线代表欠采样的模糊信号，A为方位向欠采样的时域回波数据；B为对应的距离多普勒域回波数据；C为距离压缩和距离徙动校正后的回波数据；D为基线误差补偿后的回波数据；E为反距离压缩和反距离徙动校正后的回波数据；F为方位向重构后的无模糊信号的回波数据。
可以看到的是，在图7中，经过E所示的反距离压缩和反距离徙动校正后模糊信号的扭曲被消除，即E中的模糊信号呈现出与欠采样的理想信号相同的双曲线形状。此后，对E所示的回波信号进行重构处理，消除模糊信号，得到如F所示的无模糊信号的回波信号。
S103、根据多个第一星载雷达的系统参数和第二星载雷达的系统参数得到多个相位偏移量和多个时间偏移量，并基于多个相位偏移量和多个时间偏移量生成重构矩阵。
在本申请实施例中，信号重构装置在得到无航迹偏差的多个第三回波信号之后，根据多个第一星载雷达的系统参数和第二星载雷达的系统参数得到多个相位偏移量和多个时间偏移量，并基于多个相位偏移量和多个时间偏移量生成重构矩阵。
需要说明的是，第一星载雷达和第二星载雷达的系统参数包括：轨道参数、载频、带宽、分辨率、雷达侧视角和测绘带宽等参数。
在本申请实施例中，在得到多个相位偏移量和多个时间偏移量之后，需要根据多个相位偏移量和多个时间偏移量生成重构矩阵。
具体的，基于雷达信号、多个第三回波信号、多个第一星载雷达的系统参数和第二星载雷达的系统参数建立通道函数；对通道函数中的多个相位偏移量和多个时间偏移量进行傅里叶变换，得到傅里叶变换结果，并基于所述傅里叶变换结果生成响应矩阵；对响应矩阵进行矩阵逆变换得到重构矩阵。
示例性的，图8为本申请实施例提供的一种示例性的消除模糊信号流程图，如图8所示。在分布式星载雷达SAR成像过程中，主星发射雷达信号，经过RT(η)传输路径后到达目标区域；散射的回波信号经过RR(η)传输路径后被辅星接收。其中，RT(η)和RR(η)分别被表示为
Figure BDA0003175397710000111
Figure BDA0003175397710000112
其中，R0T和R0R分别表示发射机(主星星载雷达)和接收机(辅星星载雷达)与目标的最近斜距，η0T和η0R分别表示发射机和接收机的在最近斜距位置的时刻，vT和vR分别表示发射机和接收机的速度，η表示慢时间(方位向时间)。
基于泰勒定理，基于η对上公式进行展开，并保留二次项，得到近似的发射和接收传输路径，如下所示
Figure BDA0003175397710000113
Figure BDA0003175397710000114
可将上式(17)和(18)中的二次项系数分别定义为
Figure BDA0003175397710000115
Figure BDA0003175397710000116
那么，双基星载雷达SAR的斜距历程可以被表示为
RT(η)+RR(η)≈Rcen+αT·(η-η0T)2+αR·(η-η0R)2  (21)
Rcen＝R0T+R0R  (22)
将公式(22)带入上式(21)中，得到公式(23)
Figure BDA0003175397710000117
因此，双基星载雷达SAR的初始通道函数可以被表示为
Figure BDA0003175397710000121
在上式(24)中，k表示波数。
没有交轨基线的分布式星载雷达SAR系统的第i接收机的传输斜距可以被表示为：
Figure BDA0003175397710000122
在上式(25)中，Δxi表示第i辅星相对参考辅星的沿航迹位置。在后文中，为了分析方便，均假设参考辅星位于多基星载雷达SAR的中间位置，并且第i辅星的Δxi为
Δxi＝i·d  (26)
在上式(26)中，
Figure BDA0003175397710000123
i＝0表示主星，N为星载雷达SAR的辅星数目，和d表示相邻辅星间的顺轨基线长度。进一步，可以得到
Figure BDA0003175397710000124
那么，主星发射雷达信号，经过目标散射后被第i辅星接收的回波信号的传输斜距历程可以被表示为
Figure BDA0003175397710000125
同样地，对上式(28)进行变换可以得到
Figure BDA0003175397710000126
因此，沿航迹双基星载雷达SAR的通道函数可以被表示为
Figure BDA0003175397710000131
定义通道相关的时间延迟量为
Figure BDA0003175397710000132
那么通道函数可以进一步被表示为
Figure BDA0003175397710000133
在上式(32)中，将ha_t(t)和hbi(t)相比，可见对双基星载雷达SAR通道函数进行两步操作(增加预设相位偏移量
Figure BDA0003175397710000134
增加预设时间延迟量Δηi)后可以得到顺轨多基星载雷达SAR的通道函数。该过程可以被描述为
Figure BDA0003175397710000135
其中，相位偏移量可以被表示为
Figure BDA0003175397710000136
在频域上，第i颗卫星接收的雷达回波可以通过参考辅星的回波经过一个系统传递函数Hi(fη)得到，其中fη表示多普勒频率。该系统传递函数可以表示为：
Hi(fη)＝FFT(hi(η))  (35)
进一步，顺轨多基星载雷达SAR系统响应矩阵可以表示为
Figure BDA0003175397710000141
那么，顺轨多基星载雷达SAR的重构矩阵可以表示为：
P(fη)＝H-1(fη)  (37)
S104、基于重构矩阵对多个第三回波信号进行处理，得到一个第四回波信号，以基于一个第四回波信号生成雷达图像。
在本申请实施例中，信号重构装置在生成重构矩阵之后，基于重构矩阵对多个第三回波信号进行处理，得到一个第四回波信号，以基于一个第四回波信号生成雷达图像。
需要说明的是，信号重构装置基于重构矩阵消除多个第三回波信号中的模糊信号，得到没有模糊信号的一个第四回波信号。
在本申请实施例中，信号重构装置在得到没有模糊信号的一个第四回波信号之后，还能够基于一个第四回波信号生成雷达图像。
示例性的，图9为本申请实施例提供的一种示例性的成像方法流程图，如图9所示，对一个第四回波信号进行距离向和方位向快速傅里叶FFT变换得到二维频域回波数据S(fr,fη)，并将S(fr,fη)与如下传递函数HR(fr,fη,Rcen)相乘，完成距离压缩、距离徙动校正(RCMC)和二次距离压缩(SRC)
Figure BDA0003175397710000142
对距离压缩后的回波数据进行距离向FFT变换，得到距离多普勒域回波数据Sd(t,fη)，并对Sd(t,fη)进行插值处理消除δRf(τ,fη,Rcen,R0)，实现残余RCM；
Figure BDA0003175397710000143
将残余RCM补偿后的雷达回波数据与传递函数HA(τ,fη)相乘，实现方位向脉冲压缩，并对方位向脉压后的数据进行方位向IFFT变换得到聚焦后的雷达图像。
Figure BDA0003175397710000151
在上式(40)中，fc表示雷达载频；v表示等效的单基星载雷达SAR的速度，其可以通过二次或多次拟合的方法得到。
针对上述信号重构方法，本申请基于图10中提供的参数进行仿真，仿真结果如图11-16所示，图11表示为对多个第二回波信号进行距离压缩和距离徙动校正后的结果；图12表示为消除多个第三回波信号中的模糊信号得到一个第四回波信号后的结果；图13表示为图9中距离压缩、距离徙动校正和二次距离压缩后的结果；图14表示为无模糊信号的点目标仿真结果；图15表示为最左侧点目标的升采样结果；图16表示为中间点目标的升采样结果。
通过上述仿真结果能够看出，在主星和辅星的顺轨和交轨基线长度分别为2000m和2000m，以及辅星和参考辅星的交轨基线间隔为200m的情况下，本申请提出的信号重构方法可以去除辅星间的交轨基线，得到消除模糊信号后的回波信号，进而在根据此回波信号成像时，由于消除了模糊信号，能够实现高分辨率成像的目的。
本申请实施例提供了一种信号重构方法，该方法包括：获取多个第一星载雷达的多个第一回波信号，并对多个第一回波信号进行幅度同步和相位同步，得到多个第二回波信号；多个第一回波信号为第二星载雷达向地面发射雷达信号后反射到多个第一星载雷达上的信号；对多个第二回波信号依次进行一阶基线误差补偿、二阶基线误差补偿和方位向空变误差补偿，得到多个第三回波信号；根据多个第一星载雷达的系统参数和第二星载雷达的系统参数得到多个相位偏移量和多个时间偏移量，并基于多个相位偏移量和多个时间偏移量生成重构矩阵；基于重构矩阵对多个第三回波信号进行处理，得到一个第四回波信号，以基于一个第四回波信号生成雷达图像；采用上述实现方案，首先通过对多个第二回波信号依次进行一阶基线误差补偿、二阶基线误差补偿和方位向空变误差补偿消除不同回波信号之间的航迹偏差，然后基于重构矩阵消除回波信号中由于方位向欠采样引起的模糊信号，得到无模糊信号并且相同航迹的回波信号，使得根据此回波信号生成雷达图像的分辨率提高。
基于上述实施例，在本申请的另一实施例中，提供了一种信号重构装置1，图17为本申请提供的一种信号重构装置1的组成结构示意图一，如图17所示，该信号重构装置1包括：
获取单元10，用于获取多个第一星载雷达的多个第一回波信号，并对所述多个第一回波信号进行幅度同步和相位同步，得到多个第二回波信号；所述多个第一回波信号为第二星载雷达向地面发射雷达信号后反射到所述多个第一星载雷达上的信号；
数据处理单元11，用于对所述多个第二回波信号依次进行一阶基线误差补偿、二阶基线误差补偿和方位向空变误差补偿，得到多个第三回波信号；
所述数据处理单元11，还用于根据所述多个第一星载雷达的系统参数和所述第二星载雷达的系统参数得到多个相位偏移量和多个时间偏移量，并基于所述多个相位偏移量和所述多个时间偏移量生成重构矩阵；
所述数据处理单元11，还用于基于所述重构矩阵对所述多个第三回波信号进行处理，得到一个第四回波信号，以基于所述一个第四回波信号生成雷达图像。
可选的，所述信号重构装置1还包括：确定单元；
所述确定单元，用于确定所述多个第二回波信号之间的距离偏差，得到一组距离偏差值；
所述数据处理单元11，还用于基于所述一组距离偏差值对所述多个第二回波信号进行一阶相位误差补偿、距离重采样处理和方位重采样处理，得到一阶基线误差补偿后的信号；
所述数据处理单元11，还用于依次对所述一阶基线误差补偿后的信号进行二阶基线误差补偿和方位向空变误差补偿，得到所述多个第三回波信号。
可选的，所述数据处理单元11，还用于对所述多个第三回波信号分别进行反距离压缩和反距离徙动校正，得到调整后的多个第三回波信号；基于所述重构矩阵对所述调整后的多个第三回波信号进行处理，得到一个第四回波信号。
可选的，所述信号重构装置1还包括：建立单元；
所述建立单元，用于基于所述雷达信号、所述多个第三回波信号、所述多个第一星载雷达的系统参数和所述第二星载雷达的系统参数建立通道函数；
所述数据处理单元，还用于对所述通道函数中的所述多个相位偏移量和所述多个时间偏移量进行傅里叶变换，得到傅里叶变换结果，并基于所述傅里叶变换结果生成响应矩阵；对所述响应矩阵进行矩阵逆变换得到所述重构矩阵。
本申请实施例提供了一种信号重构装置，该装置包括：获取多个第一星载雷达的多个第一回波信号，并对多个第一回波信号进行幅度同步和相位同步，得到多个第二回波信号；多个第一回波信号为第二星载雷达向地面发射雷达信号后反射到多个第一星载雷达上的信号；对多个第二回波信号依次进行一阶基线误差补偿、二阶基线误差补偿和方位向空变误差补偿，得到多个第三回波信号；根据多个第一星载雷达的系统参数和第二星载雷达的系统参数得到多个相位偏移量和多个时间偏移量，并基于多个相位偏移量和多个时间偏移量生成重构矩阵；基于重构矩阵对多个第三回波信号进行处理，得到一个第四回波信号，以基于一个第四回波信号生成雷达图像；采用上述实现方案，首先通过对多个第二回波信号依次进行一阶基线误差补偿、二阶基线误差补偿和方位向空变误差补偿消除不同回波信号之间的航迹偏差，然后基于重构矩阵消除回波信号中由于方位向欠采样引起的模糊信号，得到无模糊信号并且相同航迹的回波信号，使得根据此回波信号生成雷达图像的分辨率提高。
图18为本申请实施例提供的一种信号重构设备1的组成结构示意图二，在实际应用中，基于上述实施例的同一公开构思下，如图18所示，本实施例的信号重构设备1包括：处理器12、存储器13及通信总线14。
在具体的实施例的过程中，上述获取单元10、数据处理单元11、确定单元、建立单元和生成单元可由位于信号重构设备1上的处理器12实现，上述处理器12可以为特定用途集成电路(ASIC，Application Specific Integrated Circuit)、数字信号处理器(DSP，Digital Signal Processor)、数字信号处理图像处理装置(DSPD，Digital SignalProcessing Device)、可编程逻辑图像处理装置(PLD，Programmable Logic Device)、现场可编程门阵列(FPGA，Field Programmable Gate Array)、CPU、控制器、微控制器、微处理器中的至少一种。可以理解地，对于不同的信号重构设备，用于实现上述处理器功能的电子器件还可以为其它，本实施例不作具体限定。
在本申请实施例中，上述通信总线14用于实现处理器12和存储器13之间的连接通信；上述处理器12执行存储器13中存储的运行程序时实现如下的信号重构方法：
获取多个第一星载雷达的多个第一回波信号，并对所述多个第一回波信号进行幅度同步和相位同步，得到多个第二回波信号；所述多个第一回波信号为第二星载雷达向地面发射雷达信号后反射到所述多个第一星载雷达上的信号；
对所述多个第二回波信号依次进行一阶基线误差补偿、二阶基线误差补偿和方位向空变误差补偿，得到多个第三回波信号；
根据所述多个第一星载雷达的系统参数和所述第二星载雷达的系统参数得到多个相位偏移量和多个时间偏移量，并基于所述多个相位偏移量和所述多个时间偏移量生成重构矩阵；
基于所述重构矩阵对所述多个第三回波信号进行处理，得到一个第四回波信号，以基于所述一个第四回波信号生成雷达图像。
可选的，所述处理器12，还用于确定所述多个第二回波信号之间的距离偏差，得到一组距离偏差值；基于所述一组距离偏差值对所述多个第二回波信号进行一阶相位误差补偿、距离重采样处理和方位重采样处理，得到一阶基线误差补偿后的信号；依次对所述一阶基线误差补偿后的信号进行二阶基线误差补偿和方位向空变误差补偿，得到所述多个第三回波信号。
可选的，所述处理器12，还用于对所述多个第三回波信号分别进行反距离压缩和反距离徙动校正，得到调整后的多个第三回波信号；相应的，所述基于所述重构矩阵对所述多个第三回波信号进行处理，得到一个第四回波信号，包括：基于所述重构矩阵对所述调整后的多个第三回波信号进行处理，得到一个第四回波信号。
可选的，所述处理器12，还用于基于所述雷达信号、所述多个第三回波信号、所述多个第一星载雷达的系统参数和所述第二星载雷达的系统参数建立通道函数；对所述通道函数中的所述多个相位偏移量和所述多个时间偏移量进行傅里叶变换，得到傅里叶变换结果，并基于所述傅里叶变换结果生成响应矩阵；对所述响应矩阵进行矩阵逆变换得到所述重构矩阵。
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。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本公开的技术方案本质上或者说对相关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(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台图像显示设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本公开各个实施例所述的信号重构方法。
以上所述，仅为本申请的较佳实施例而已，并非用于限定本申请的保护范围。

Claims (8)

1.一种信号重构方法，其特征在于，所述方法包括：
获取多个第一星载雷达的多个第一回波信号，并对所述多个第一回波信号进行幅度同步和相位同步，得到多个第二回波信号；所述多个第一回波信号为第二星载雷达向地面发射雷达信号后反射到所述多个第一星载雷达上的信号；
对所述多个第二回波信号依次进行一阶基线误差补偿、二阶基线误差补偿和方位向空变误差补偿，得到多个第三回波信号；
根据所述多个第一星载雷达的系统参数和所述第二星载雷达的系统参数得到多个相位偏移量和多个时间偏移量，并基于所述多个相位偏移量和所述多个时间偏移量生成重构矩阵；
基于所述重构矩阵对所述多个第三回波信号进行处理，得到一个第四回波信号，以基于所述一个第四回波信号生成雷达图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述多个第二回波信号依次进行一阶基线误差补偿、二阶基线误差补偿和方位向空变误差补偿，得到多个第三回波信号，包括：
确定所述多个第二回波信号之间的距离偏差，得到一组距离偏差值；
基于所述一组距离偏差值对所述多个第二回波信号进行一阶相位误差补偿、距离重采样处理和方位重采样处理，得到一阶基线误差补偿后的信号；
依次对所述一阶基线误差补偿后的信号进行二阶基线误差补偿和方位向空变误差补偿，得到所述多个第三回波信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述多个第二回波信号依次进行一阶基线误差补偿、二阶基线误差补偿和方位向空变误差补偿，得到多个第三回波信号之后，所述根据所述多个第一星载雷达的系统参数和所述第二星载雷达的系统参数得到多个相位偏移量和多个时间偏移量之前，所述方法还包括；
对所述多个第三回波信号分别进行反距离压缩和反距离徙动校正，得到调整后的多个第三回波信号；
相应的，所述基于所述重构矩阵对所述多个第三回波信号进行处理，得到一个第四回波信号，包括：
基于所述重构矩阵对所述调整后的多个第三回波信号进行处理，得到一个第四回波信号。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述多个相位偏移量和所述多个时间偏移量生成重构矩阵，包括：
基于所述雷达信号、所述多个第三回波信号、所述多个第一星载雷达的系统参数和所述第二星载雷达的系统参数建立通道函数；
对所述通道函数中的所述多个相位偏移量和所述多个时间偏移量进行傅里叶变换，得到傅里叶变换结果，并基于所述傅里叶变换结果生成响应矩阵；
对所述响应矩阵进行矩阵逆变换得到所述重构矩阵。
5.一种信号重构装置，其特征在于，所述装置包括：
获取单元，用于获取多个第一星载雷达的多个第一回波信号，并对所述多个第一回波信号进行幅度同步和相位同步，得到多个第二回波信号；所述多个第一回波信号为第二星载雷达向地面发射雷达信号后反射到所述多个第一星载雷达上的信号；
数据处理单元，用于对所述多个第二回波信号依次进行一阶基线误差补偿、二阶基线误差补偿和方位向空变误差补偿，得到多个第三回波信号；
所述数据处理单元，还用于根据所述多个第一星载雷达的系统参数和所述第二星载雷达的系统参数得到多个相位偏移量和多个时间偏移量，并基于所述多个相位偏移量和所述多个时间偏移量生成重构矩阵；
所述数据处理单元，还用于基于所述重构矩阵对所述多个第三回波信号进行处理，得到一个第四回波信号，以基于所述一个第四回波信号生成雷达图像。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
确定单元，用于确定所述多个第二回波信号之间的距离偏差，得到一组距离偏差值；
所述数据处理单元，还用于基于所述一组距离偏差值对所述多个第二回波信号进行一阶相位误差补偿、距离重采样处理和方位重采样处理，得到一阶基线误差补偿后的信号；
所述数据处理单元，还用于依次对所述一阶基线误差补偿后的信号进行二阶基线误差补偿和方位向空变误差补偿，得到所述多个第三回波信号。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
建立单元，用于基于所述雷达信号、所述多个第三回波信号、所述多个第一星载雷达的系统参数和所述第二星载雷达的系统参数建立通道函数；
所述数据处理单元，还用于对所述通道函数中的所述多个相位偏移量和所述多个时间偏移量进行傅里叶变换，得到傅里叶变换结果，并基于所述傅里叶变换结果生成响应矩阵；对所述响应矩阵进行矩阵逆变换得到所述重构矩阵。
8.一种信号重构设备，其特征在于，所述设备包括：处理器、存储器及通信总线；所述处理器执行存储器存储的运行程序时实现如权利要求1-4任一项所述的方法。
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