CN116148846A - 一种高动态接收平台下的外辐射源双基成像系统和方法 - Google Patents

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CN116148846A CN202211097234.3A CN202211097234A CN116148846A CN 116148846 A CN116148846 A CN 116148846A CN 202211097234 A CN202211097234 A CN 202211097234A CN 116148846 A CN116148846 A CN 116148846A
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Abstract

本发明涉及双基雷达成像技术领域技术领域，尤其涉及一种高动态接收平台下的外辐射源双基成像系统和方法。系统包括具有GPS信号接收模块、高动态接收平台姿态测量模块、高动态接收平台位置误差计算模块、一维距离像处理模块、距离升采样模块、网格划分模块、反向投影二维成像模块的高动态接收平台，首先，通过对高动态接收平台的姿态的补偿修正，能够更准确确定高动态接收平台的位置，然后，通过反向投影实现对感兴趣区域的高分辨二维聚焦处理，得到感兴趣场景的双基二维成像结果即感兴趣场景的双基二维图形。

Description

一种高动态接收平台下的外辐射源双基成像系统和方法
技术领域
本发明涉及双基雷达成像技术领域技术领域，尤其涉及一种高动态接收平台下的外辐射源双基成像系统和方法。
背景技术
全球导航卫星系统反射测量(Global Navigation Satellite System-Reflectometry，GNSS-R)技术是20世纪90年代以来逐渐发展起来的GNSS领域的新分支，通过对反射信号的处理可实现对地球的遥感，常用的GNSS信号包含美国的GPS信号、中国的北斗信号、欧洲的Galileo信号、俄罗斯的GLONAS等。
GNSS-R系统充分利用导航卫星全球覆盖优势，不仅拥有外辐射源雷达的低功耗优势，更具有部署轨道高，覆盖范围广的优点，可以有效解决地基雷达系统的覆盖范围不足及地球曲率造成的低空盲区的问题，可实现地球大范围的探测和成像。
在GNSS-R对地成像方面，英国伯明翰大学微波集成系统实验室2012年进行了以GLONAS信号和Galileo信号为外场辐射源的地面固定接收机和车载接收机场景双基成像实验。北京理工大学分析了电离层对GEO-SAR成像的影响，并采用点目标仿真和GPS信号进行了试验验证，此外国内的北京航空航天大学，西安电子科技大学和电子科技大学等单位也进行了地面场景下的双基成像相关方面的研究。GNSS-R技术不仅不占用新的频带资源，而且具有设备简单、灵活性好、隐蔽性强等优势，在未来遥感领域中具有广阔的应用前景。
目前国内对外场辐射源双基探测成像的研究主要集中在地面场景(地面固定接收平台和车载接收平台)，对机载运动场景的研究较少，特别是对高动态接收平台下的外场辐射源双基成像的研究更少。由于高动态接收平台的非理想运动，导致雷达回波信号的收发斜距历程发生变化，传统的双基成像方法失效，成像结果出现散焦，因此有必要进行高动态接收平台下的外场辐射源双基成像方法的研究。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供了一种高动态接收平台下的外辐射源双基成像系统和方法。
本发明的一种高动态接收平台下的外辐射源双基成像系统的技术方案如下：
包括具有GPS信号接收模块、高动态接收平台姿态测量模块、高动态接收平台位置误差计算模块、一维距离像处理模块、距离升采样模块、网格划分模块、反向投影二维成像模块的高动态接收平台；
所述GPS信号接收模块用于：接收GPS卫星的直达波信号和感兴趣场景的回波信号，根据所述GPS卫星的直达波信号解算所述GPS卫星的姿态信息；
所述高动态接收平台姿态测量模块用于：获取所述高动态接收平台的位置信息、速度信息和加速度信息；
所述高动态接收平台位置误差计算模块用于：根据所述高动态接收平台的位置信息、速度信息和加速度信息，计算所述高动态接收平台在地心地固坐标系下的位置误差信息，并根据所述位置误差信息对所述高动态接收平台的位置信息进行修正，得到所述高动态接收平台在所述地心地固坐标系下的修正位置姿态信息；
所述一维距离像处理模块用于：对感兴趣场景的回波信号依次进行距离向的脉冲压缩、走动校正和相位补偿，获得一维距离像成像结果；
所述距离升采样模块用于：对所述一维距离像成像结果进行升采样处理，得到精细化升采样结果；
所述网格划分模块用于：根据分辨率和成像经纬度指标要求，对所述感兴趣场景对应的成像区域进行网格划分，得到多个网格单元；
所述反向投影二维成像模块用于：根据所述GPS卫星的姿态信息和所述高动态接收平台的修正位置姿态信息，计算任一网格单元的延时分量，并按照相应的地理位置对所述精细化升采样结果进行反向投影，获取该网格单元的高分辨成像结果，直至得到每个网格单元的高分辨成像结果，将每个网格单元的高分辨成像结果进行组合，得到所述感兴趣场景的双基二维成像结果。
本发明的一种高动态接收平台下的外辐射源双基成像系统的有益效果如下：
首先，通过对高动态接收平台的姿态的补偿修正，能够更准确确定高动态接收平台的位置，然后，通过反向投影实现对感兴趣区域的高分辨二维聚焦处理，得到感兴趣场景的双基二维成像结果即感兴趣场景的双基二维图形。
本发明的一种高动态接收平台下的外辐射源双基成像方法的技术方案如下：
采用上述的一种高动态接收平台下的外辐射源双基成像系统，方法包括：
所述GPS信号接收模块接收GPS卫星的直达波信号和感兴趣场景的回波信号，根据所述GPS卫星的直达波信号解算所述GPS卫星的姿态信息；
所述高动态接收平台姿态测量模块获取所述高动态接收平台的位置信息、速度信息和加速度信息；
所述高动态接收平台位置误差计算模块根据所述高动态接收平台的位置信息、速度信息和加速度信息，计算所述高动态接收平台在地心地固坐标系下的位置误差信息，并根据所述位置误差信息对所述高动态接收平台的位置信息进行修正，得到所述高动态接收平台在所述地心地固坐标系下的修正位置姿态信息；
所述一维距离像处理模块对感兴趣场景的回波信号依次进行距离向的脉冲压缩、走动校正和相位补偿，获得一维距离像成像结果；
所述距离升采样模块对所述一维距离像成像结果进行升采样处理，得到精细化升采样结果；
所述网格划分模块根据分辨率和成像经纬度指标要求，对所述感兴趣场景对应的成像区域进行网格划分，得到多个网格单元；
所述反向投影二维成像模块根据所述GPS卫星的姿态信息和所述高动态接收平台的修正位置姿态信息，计算任一网格单元的延时分量，并按照相应的地理位置对所述精细化升采样结果进行反向投影，获取该网格单元的高分辨成像结果，直至得到每个网格单元的高分辨成像结果，将每个网格单元的高分辨成像结果进行组合，得到所述感兴趣场景的双基二维成像结果。
本发明的一种高动态接收平台下的外辐射源双基成像方法的有益效果如下：
首先，通过对高动态接收平台的姿态的补偿修正，能够更准确确定高动态接收平台的位置，然后，通过反向投影实现对感兴趣区域的高分辨二维聚焦处理，得到感兴趣场景的双基二维成像结果即感兴趣场景的双基二维图形。
附图说明
图1为本发明实施例的一种高动态接收平台下的外辐射源双基成像系统的结构示意图；
图2是采用C/A码的传统方法的点阵目标外场辐射源双基成像结果；
图3是本发明的C/A码点阵目标外场辐射源双基成像结果；
图4是采用P码的传统方法的点阵外场辐射源双基目标成像结果；
图5是本发明的P码点阵目标外场辐射源双基成像结果；
图6是采用C/A码的传统方法的面目标外场辐射源双基成像结果；
图7是本发明的C/A码面目标外场辐射源双基成像结果；
图8是采用P码的传统方法的面目标外场辐射源双基成像结果；
图9是本发明的P码面目标外场辐射源双基成像结果。
图10为本发明实施例的一种高动态接收平台下的外辐射源双基成像方法的流程示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明实施例的一种高动态接收平台下的外辐射源双基成像系统，包括具有GPS信号接收模块210、高动态接收平台姿态测量模块220、高动态接收平台位置误差计算模块230、一维距离像处理模块240、距离升采样模块250、网格划分模块260、反向投影二维成像模块270的高动态接收平台；
GPS信号接收模块210用于：接收GPS卫星的直达波信号和感兴趣场景的回波信号，根据GPS卫星的直达波信号解算GPS卫星的姿态信息；
其中，GPS信号接收模块210包括右旋圆极化天线和左旋圆极化天线，右旋圆极化天线用于接收GPS卫星的直达波信号，左旋圆极化天线用于接收感兴趣场景的回波信号。
GPS卫星的直达波信号sd(t-τd)为：
sd(t-τd)＝CPRN(t-τd)D(t-τd)exp[j2πfc(t-τd)]
其中，t表示快时间，τd为直达波信号的时间延迟，CPRN(t-τd)表示：t-τd时刻对应的伪随机序列码(PRN)，主要包括C/A码和P码，D(t-τd)表示：t-τd时刻对应的D码数据码，D码数据码的码速率通常为50Hz，D码数据码通过二进制相移键控(BPSK)方式在相应的载波上调制，fc为直达波信号的载波频率，j表示虚部的标志，2πfc(t-τd)表示t-τd时刻的相位。
感兴趣场景的回波信号sr(t)：
sr(t)＝CPRN(t-τr)D(t-τr)exp[j2πfc(t-τr)]
＝CPRN(t-τr)D(t-τr)exp(j2πfct)exp(-j2πfcτr)
根据GPS卫星的数据码，以及根据GPS卫星的直达波信号解算GPS卫星的姿态信息为：[xT(tm),yT(tm),zT(tm)]，其中，τr表示从卫星到目标，再从目标反射到接收机的距离所传输的时间，t-τr表示经过延时τr之后的快时间，CPRN(t-τr)和D(t-τr)分别表示t-τr的伪随机码信号和数据码信号。tm表示方位慢时间，xT(tm)，yT(tm)和zT(tm)分别表示tm时刻GPS卫星的瞬时横坐标、瞬时纵坐标和瞬时纵坐标。
高动态接收平台姿态测量模块220用于：获取高动态接收平台的位置信息和速度信息，具体地：
位置信息为：[xR(tm),yR(tm),zR(tm)]，其中tm表示方位慢时间,xR(tm),yR(tm)和zR(tm)分别表示tm时刻高动态接收平台的瞬时横坐标、瞬时纵坐标和瞬时纵坐标。
由于惯性测量单元录取的位置数据为大地坐标下的经度、纬度和高度信息，需要将高动态接收平台的位置信息转化到ECEF坐标系的横坐标、纵坐标和竖坐标信息，转化公式如下：
Figure BDA0003838594120000061
其中，e为地球偏心率(B(tm),L(tm),H(tm))分别表示tm时刻高速机动平台的纬度、经度和高度值信息，
Figure BDA0003838594120000062
为卯酉面内曲率半径a表示地球长半轴，大约为6378136.49米，sin(·)表示正弦运算，/>
Figure BDA0003838594120000063
表示2次根号操作。
其中，速度信息为：[vR,N(tm),vR,E(tm),vR,D(tm)]，其中tm表示方位慢时间,vR,N(tm),vR,E(tm)和vR,D(tm)分别表示tm时刻高动态接收平台沿正北方向的瞬时速度矢量、沿正东方向的瞬时速度矢量和沿竖直向下方向的瞬时速度矢量。
其中，高动态接收平台的加速度信息包括：高动态接收平台在当前时刻沿正北方向的瞬时加速度矢量、沿正东方向的瞬时加速度矢量和沿竖直向下方向的瞬时加速度矢量，具体地：
高动态接收平台的加速度信息为[aR,N(tm),aR,E(tm),aR,D(tm)]，其中，tm表示方位慢时间，aR,N(tm)表示：高动态接收平台在当前时刻tm沿正北方向的瞬时加速度矢量，aR,E(tm)表示：高动态接收平台在当前时刻tm沿正东方向的瞬时加速度矢量，aR,D(tm)表示：高动态接收平台在当前时刻tm沿竖直向下方向的瞬时加速度矢量。
高动态接收平台位置误差计算模块230用于：根据高动态接收平台的位置信息、速度信息和加速度信息，计算高动态接收平台在地心地固坐标系下的位置误差信息，并根据位置误差信息对高动态接收平台的位置信息进行修正，得到高动态接收平台在地心地固坐标系下的修正位置姿态信息；
其中，高动态接收平台在地心地固坐标系下的位置误差信息，包括高动态接收平台在地心地固坐标系下沿直航线方向的误差Δx(tm)、高动态接收平台在地心地固坐标系下沿垂直航线方向的误差Δy(tm)、高动态接收平台在地心地固坐标系下沿竖直航线方向的误差Δz(tm)；
Figure BDA0003838594120000071
Figure BDA0003838594120000081
Figure BDA0003838594120000082
其中，α为高动态接收平台与正北方向的夹角，
Figure BDA0003838594120000083
表示积分操作，/>
Figure BDA0003838594120000084
表示求平均操作。
一维距离像处理模块240用于：对感兴趣场景的回波信号依次进行距离向的脉冲压缩、走动校正和相位补偿，获得一维距离像成像结果；
其中，高动态接收平台还包括补偿因子构建模块；
补偿因子构建模块用于：根据高动态接收平台在地心地固坐标系下的位置误差信息，得到距离走动校正因子和相位补偿因子；
一维距离像处理模块240具体用于：对感兴趣场景的回波信号依次进行距离向的脉冲压缩、基于走动校正因子的走动校正和基于相位补偿因子的相位补偿，获得一维距离像成像结果。
其中，计算距离走动校正因子和相位补偿因子的过程如下：
计算高动态接收平台非理想运动而引起的沿波束视线方向的运动误差Δr(tm)：Δr(tm)＝Δz(tm)cosβ(tm)+Δy(tm)sinβ(tm)，其中，β(tm)表示瞬时下视角，
Figure BDA0003838594120000085
H(tm)表示高动态接收平台的瞬时高度，H(tm)＝zR(tm)+Δz(tm)，Rs(tm)表示高动态接收平台与场景中心的瞬时距离，
Figure BDA0003838594120000086
(x0,y0,z0)表示场景中心点的横坐标、纵坐标和竖坐标。
构造与高动态接收平台非理想运动相对应的距离走动校正因子H1(fr,tm)，
Figure BDA0003838594120000091
构造与高动态接收平台非理想运动相对应的相位误差补偿因子H2(t,tm)，
Figure BDA0003838594120000092
其中t为快时间，λ为雷达波长。
获得一维距离像成像结果的过程如下：
相对于直达波信号，反射信号表现为伪随机序列码PRN的延时和相位的叠加，采用参考信号进行距离压缩，采用距离走动校正因子进行距离走动校正，采用相位误差补偿因子进行相位补偿，具体实现方式如下：
s(t)＝IFFT[FFT[sr(t)]·(FFT[sref(t)])*·H1(fr,tm)]·H2(t,tm)
其中FFT(·)和IFFT(·)分别表示傅里叶变换和逆变换；s(t)表示距离向压缩信号；sr(t)表示回波信号；sref(t)表示参考信号；*表示取共轭，sref(t)＝CPRN(t)exp(j2πfct)；
距离升采样模块250用于：对一维距离像成像结果进行升采样处理，得到精细化升采样结果，具体地：
距离升采样可以插值方式实现，插值有频域插值方法和时域插值方法两类，频域插值方法只能得到某些特定间隔的采样点，方法不够灵活。此处我们采用一种不受采样间隔限制的Sinc插值方法，Sinc插值系数的计算公式为：
Figure BDA0003838594120000093
对任意点t处的Sinc插值公式为
Figure BDA0003838594120000094
式中sg(n)表示距离脉压的信号，故有当t＝n时有sg(n)＝s(t)。从插值公式可以看出，插值点t处的值s(t)等于插值核内样本sg(n)与插值核sinc(t-n)的乘积之和。
网格划分模块260用于：根据分辨率和成像经纬度指标要求，对感兴趣场景对应的成像区域进行网格划分，得到多个网格单元；具体地：
根据成像区域的大地坐标系四角经纬度信息I,II,III,IV转化ECEF坐标系如下：
大地坐标系四角经纬度信息I(BI,LI,HI),II(BII,LII,HII),IV(BIII,LIII,HIII),D(BIV,LIV,HIV)转化为ECEF坐标系为：I(XI,YI,ZI),II(XII,YII,ZII),IV(XIII,YIII,ZIII),D(XIV,YIV,ZIV)。具体的转化公式如下：
Figure BDA0003838594120000101
其中，e为地球偏心率(Bk,Lk,Hk)分别表示第k个点的纬度、经度和高度值，k＝I,II,III,IV，
Figure BDA0003838594120000102
为卯酉面内曲率半径。
假设成像分辨率设置为(δx,δy,δz)，则沿X轴划分的网格点数Nx、沿Y轴划分的网格点数Ny和沿Z轴划分的网格点数Nz分别为
Figure BDA0003838594120000103
Figure BDA0003838594120000104
Figure BDA0003838594120000105
其中Xmin＝min(XI,XII,XIII,XIV)，Xmax＝max(XI,XII,XIII,XIV)
Ymin＝min(YI,YII,YIII,YIV)，Ymax＝max(YI,YII,YIII,YIV)。
反向投影二维成像模块270用于：根据GPS卫星的姿态信息和高动态接收平台的修正位置姿态信息，计算任一网格单元的延时分量，并按照相应的地理位置对精细化升采样结果进行反向投影，获取该网格单元的高分辨成像结果，直至得到每个网格单元的高分辨成像结果，将每个网格单元的高分辨成像结果进行组合，得到感兴趣场景的双基二维成像结果。具体地：
卫星平台的瞬时位置信息为：
[xT(tm),yT(tm),zT(tm)]
高动态接收平台的修正位置姿态信息
[xR(tm)+Δx(tm),yR(tm)+Δy(tm),zR(tm)+Δz(tm)]
由此，可以计算出卫星平台与场景中任一点P(xi,yj,zk)的瞬时斜距RT,i,j,k(tm)为
Figure BDA0003838594120000111
由此，可以计算出卫星平台与场景中的瞬时斜距RR,i,j,k(tm)为：
Figure BDA0003838594120000112
此时，我们进一步可以求出瞬时双基斜距历程为：
RBi(tm)＝RT,i,j,k(tm)+RR,i,j,k(tm)
同时，卫星平台与接收平台之间的瞬时斜距为
Figure BDA0003838594120000113
构建相位补偿因子
Figure BDA0003838594120000114
则双基成像后的结果为
Figure BDA0003838594120000115
对所有网格单元进行反向投影二维成像处理，直到得到双基二维成像结果。
可选地，在上述技术方案中，高动态接收平台为无人机、直升机、民航客机、战斗机或导弹等。
本发明的目的在于提出一种高动态接收平台下的外辐射源双基成像方法，该方法通过构建相应的距离轴走动校正因子和相位补偿因子补偿载机平台的非理想运动，通过对平台运动姿态的补偿实现对高动态接收平台位置的精确描述，通过距离插值和反向投影实现对感兴趣区域的高分辨二维聚焦处理。也就是说，首先，通过对高动态接收平台的姿态的补偿修正，能够更准确确定高动态接收平台的位置，然后，通过反向投影实现对感兴趣区域的高分辨二维聚焦处理，得到感兴趣场景的双基二维成像结果即感兴趣场景的双基二维图形。具有如下有益效果：
1)本发明创造性地提出了一种高动态接收平台下的外辐射源双基成像方法，通过一些列的精细化运动补偿方法，可以实现高动态接收平台下的外场辐射源双基成像。
2)本发明方法在具体实现时不需要对现有的雷达设备进行硬件改进，具有很好的工程应用前景。
本发明的优点可通过以下仿真实验作进一步说明。
1)仿真实验环境：
实验环境：MATLAB R2020a,Intel(R)酷睿i7-1165G7@2.8GHz，Window 10旗舰版。
2)仿真实验内容及结果分析：
实验内容：采用GPS信号，模拟高动态接收平台下的回波录取过程，在仿真环境下，应用本发明进行成像。
对某区域进行双基成像，得到高动态接收平台下的外辐射源双基成像结果如图2至图9所示，具体地：
图2是采用C/A码的传统方法的点阵目标外场辐射源双基成像结果，图3是本发明的C/A码点阵目标外场辐射源双基成像结果；图4是采用P码的传统方法的点阵外场辐射源双基目标成像结果，图5是本发明的P码点阵目标外场辐射源双基成像结果。图6是采用C/A码的传统方法的面目标外场辐射源双基成像结果，图7是本发明的C/A码面目标外场辐射源双基成像结果；图8是采用P码的传统方法的面目标外场辐射源双基成像结果，图9是本发明的P码面目标外场辐射源双基成像结果。1)从图2～图5可以看出，针对点目标的场景，高动态平台存在加速度时，传统方法对其进行双基成像时存在明显的散焦现象，而本发明的双基成像结果更加清晰，散焦现象消除，从而说明本发明方法可以应用于高动态接收平台下的外场辐射源双基成像。
2)从图6～图9可以看出，可以看出，针对面目标的场景，高动态平台存在加速度时，传统方法对其进行双基成像时存在明显的散焦现象，而本发明的双基成像结果轮廓更加清晰，散焦现象消除，从而说明本发明方法可以应用于高动态接收平台下的外场辐射源双基成像。
如图10所示，本发明实施例的一种高动态接收平台下的外辐射源双基成像方法，采用上述的一种高动态接收平台下的外辐射源双基成像系统，方法包括：
S1、GPS信号接收模块210接收GPS卫星的直达波信号和感兴趣场景的回波信号，根据GPS卫星的直达波信号解算GPS卫星的姿态信息；
S2、高动态接收平台姿态测量模块220获取高动态接收平台的位置信息、速度信息和加速度信息；
S3、高动态接收平台位置误差计算模块230根据高动态接收平台的位置信息、速度信息和加速度信息，计算高动态接收平台在地心地固坐标系下的位置误差信息，并根据位置误差信息对高动态接收平台的位置信息进行修正，得到高动态接收平台在地心地固坐标系下的修正位置姿态信息；
S4、一维距离像处理模块240对感兴趣场景的回波信号依次进行距离向的脉冲压缩、走动校正和相位补偿，获得一维距离像成像结果；
S5、距离升采样模块250对一维距离像成像结果进行升采样处理，得到精细化升采样结果；
S6、网格划分模块260根据分辨率和成像经纬度指标要求，对感兴趣场景对应的成像区域进行网格划分，得到多个网格单元；
S7、反向投影二维成像模块270根据GPS卫星的姿态信息和高动态接收平台的修正位置姿态信息，计算任一网格单元的延时分量，并按照相应的地理位置对精细化升采样结果进行反向投影，获取该网格单元的高分辨成像结果，直至得到每个网格单元的高分辨成像结果，将每个网格单元的高分辨成像结果进行组合，得到感兴趣场景的双基二维成像结果。
首先，通过对高动态接收平台的姿态的补偿修正，能够更准确确定高动态接收平台的位置，然后，通过反向投影实现对感兴趣区域的高分辨二维聚焦处理，得到感兴趣场景的双基二维成像结果即感兴趣场景的双基二维图形。
可选地，在上述技术方案中，高动态接收平台还包括补偿因子构建模块，方法还包括：
S04、补偿因子构建模块根据高动态接收平台在地心地固坐标系下的位置误差信息，得到距离走动校正因子和相位补偿因子；
S4中，一维距离像处理模块240获得一维距离像成像结果的过程，包括：
S40、一维距离像处理模块240对感兴趣场景的回波信号依次进行距离向的脉冲压缩、基于走动校正因子的走动校正和基于相位补偿因子的相位补偿，获得一维距离像成像结果。
可选地，在上述技术方案中，GPS信号接收模块210包括右旋圆极化天线和左旋圆极化天线，右旋圆极化天线用于接收GPS卫星的直达波信号，左旋圆极化天线用于接收感兴趣场景的回波信号。
可选地，在上述技术方案中，高动态接收平台的加速度信息包括：高动态接收平台在当前时刻沿正北方向的瞬时加速度矢量、沿正东方向的瞬时加速度矢量和沿竖直向下方向的瞬时加速度矢量。
可选地，在上述技术方案中，高动态接收平台为无人机、直升机、民航客机、战斗机或导弹等。
在上述各实施例中，虽然对步骤进行了编号S1、S2等，但只是本申请给出的具体实施例，本领域的技术人员可根据实际情况调整S1、S2等的执行顺序，此也在本发明的保护范围内，可以理解，在一些实施例中，可以包含如上述各实施方式中的部分或全部。
上述关于本发明的一种高动态接收平台下的外辐射源双基成像方法中的各步骤的实现，可参考上文中关于一种高动态接收平台下的外辐射源双基成像系统的实施例的内容，在此不做赘述。
所属技术领域的技术人员知道，本发明可以实现为系统、方法或计算机程序产品。
因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：可以是完全的硬件、也可以是完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，还可以是硬件和软件结合的形式，本文一般称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，在一些实施例中，本发明还可以实现为在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读介质中包含计算机可读的程序代码。
可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是一一但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM),只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种高动态接收平台下的外辐射源双基成像系统，其特征在于，包括具有GPS信号接收模块、高动态接收平台姿态测量模块、高动态接收平台位置误差计算模块、一维距离像处理模块、距离升采样模块、网格划分模块、反向投影二维成像模块的高动态接收平台；
所述GPS信号接收模块用于：接收GPS卫星的直达波信号和感兴趣场景的回波信号，根据所述GPS卫星的直达波信号解算所述GPS卫星的姿态信息；
所述高动态接收平台姿态测量模块用于：获取所述高动态接收平台的位置信息、速度信息和加速度信息；
所述高动态接收平台位置误差计算模块用于：根据所述高动态接收平台的位置信息、速度信息和加速度信息，计算所述高动态接收平台在地心地固坐标系下的位置误差信息，并根据所述位置误差信息对所述高动态接收平台的位置信息进行修正，得到所述高动态接收平台在所述地心地固坐标系下的修正位置姿态信息；
所述一维距离像处理模块用于：对感兴趣场景的回波信号依次进行距离向的脉冲压缩、走动校正和相位补偿，获得一维距离像成像结果；
所述距离升采样模块用于：对所述一维距离像成像结果进行升采样处理，得到精细化升采样结果；
所述网格划分模块用于：根据分辨率和成像经纬度指标要求，对所述感兴趣场景对应的成像区域进行网格划分，得到多个网格单元；
所述反向投影二维成像模块用于：根据所述GPS卫星的姿态信息和所述高动态接收平台的修正位置姿态信息，计算任一网格单元的延时分量，并按照相应的地理位置对所述精细化升采样结果进行反向投影，获取该网格单元的高分辨成像结果，直至得到每个网格单元的高分辨成像结果，将每个网格单元的高分辨成像结果进行组合，得到所述感兴趣场景的双基二维成像结果。
2.根据权利要求1所述的一种高动态接收平台下的外辐射源双基成像系统，其特征在于，高动态接收平台还包括补偿因子构建模块；
所述补偿因子构建模块用于：根据所述高动态接收平台在所述地心地固坐标系下的位置误差信息，得到距离走动校正因子和相位补偿因子；
所述一维距离像处理模块具体用于：对感兴趣场景的回波信号依次进行距离向的脉冲压缩、基于所述走动校正因子的走动校正和基于所述相位补偿因子的相位补偿，获得一维距离像成像结果。
3.根据权利要求1所述的一种高动态接收平台下的外辐射源双基成像系统，其特征在于，所述GPS信号接收模块包括右旋圆极化天线和左旋圆极化天线，所述右旋圆极化天线用于接收所述GPS卫星的直达波信号，所述左旋圆极化天线用于接收所述感兴趣场景的回波信号。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种高动态接收平台下的外辐射源双基成像系统，其特征在于，所述高动态接收平台的加速度信息包括：所述高动态接收平台在当前时刻沿正北方向的瞬时加速度矢量、沿正东方向的瞬时加速度矢量和沿竖直向下方向的瞬时加速度矢量。
5.根据权利要求1至3任一项所述的一种高动态接收平台下的外辐射源双基成像系统，其特征在于，所述高动态接收平台为无人机、直升机、民航客机、战斗机或导弹。
6.一种高动态接收平台下的外辐射源双基成像方法，其特征在于，采用权利要求1所述的一种高动态接收平台下的外辐射源双基成像系统，方法包括：
所述GPS信号接收模块接收GPS卫星的直达波信号和感兴趣场景的回波信号，根据所述GPS卫星的直达波信号解算所述GPS卫星的姿态信息；
所述高动态接收平台姿态测量模块获取所述高动态接收平台的位置信息、速度信息和加速度信息；
所述高动态接收平台位置误差计算模块根据所述高动态接收平台的位置信息、速度信息和加速度信息，计算所述高动态接收平台在地心地固坐标系下的位置误差信息，并根据所述位置误差信息对所述高动态接收平台的位置信息进行修正，得到所述高动态接收平台在所述地心地固坐标系下的修正位置姿态信息；
所述一维距离像处理模块对感兴趣场景的回波信号依次进行距离向的脉冲压缩、走动校正和相位补偿，获得一维距离像成像结果；
所述距离升采样模块对所述一维距离像成像结果进行升采样处理，得到精细化升采样结果；
所述网格划分模块根据分辨率和成像经纬度指标要求，对所述感兴趣场景对应的成像区域进行网格划分，得到多个网格单元；
所述反向投影二维成像模块根据所述GPS卫星的姿态信息和所述高动态接收平台的修正位置姿态信息，计算任一网格单元的延时分量，并按照相应的地理位置对所述精细化升采样结果进行反向投影，获取该网格单元的高分辨成像结果，直至得到每个网格单元的高分辨成像结果，将每个网格单元的高分辨成像结果进行组合，得到所述感兴趣场景的双基二维成像结果。
7.根据权利要求6所述的一种高动态接收平台下的外辐射源双基成像方法，其特征在于，高动态接收平台还包括补偿因子构建模块，所述方法还包括：
所述补偿因子构建模块根据所述高动态接收平台在所述地心地固坐标系下的位置误差信息，得到距离走动校正因子和相位补偿因子；
所述一维距离像处理模块获得所述一维距离像成像结果的过程，包括：
所述一维距离像处理模块对感兴趣场景的回波信号依次进行距离向的脉冲压缩、基于所述走动校正因子的走动校正和基于所述相位补偿因子的相位补偿，获得一维距离像成像结果。
8.根据权利要求6所述的一种高动态接收平台下的外辐射源双基成像方法，其特征在于，所述GPS信号接收模块包括右旋圆极化天线和左旋圆极化天线，所述右旋圆极化天线用于接收所述GPS卫星的直达波信号，所述左旋圆极化天线用于接收所述感兴趣场景的回波信号。
9.根据权利要求6至8任一项所述的一种高动态接收平台下的外辐射源双基成像方法，其特征在于，所述高动态接收平台的加速度信息包括：所述高动态接收平台在当前时刻沿正北方向的瞬时加速度矢量、沿正东方向的瞬时加速度矢量和沿竖直向下方向的瞬时加速度矢量。
10.根据权利要求6至8任一项所述的一种高动态接收平台下的外辐射源双基成像方法，其特征在于，所述高动态接收平台为无人机、直升机、民航客机、战斗机或导弹。
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