1.一种高分宽幅星载马赛克SAR成像处理方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:步骤S1:根据星历、姿态、波束角和DEM信息,计算burst各方位时刻波束中心多普勒频率f dc (t a )、方位中心时刻各距离门的等效速度V e (r),并线性拟合burst各方位时刻波束中心多普勒频率f dc (t a )得到波束中心多普勒调频斜率K a_rot 和busrt中心时刻的方位多普勒时间t a,mid ,并得到尺度变化参考斜距r scl 和尺度变标参考调频斜率K a_scl ;步骤S2:根据波束中心多普勒调频斜率K a_rot 、系统瞬时多普勒带宽B a_3dB 和系统脉冲重复频率PRF,等长度地划分方位子孔径;步骤S3:对各子孔径进行旁瓣抑制加窗和子孔径重叠区域有效拼接加窗;步骤S4:根据系统带宽、burst中心斜视角θ sq,c 和中心距离门等效速度V r,scl ,得到多普勒频率随距离频率的最大变化量Δf dc ,并进一步得到升采样所用的脉冲重复频率PRF new ;步骤S5:对各子孔径进行多普勒频率随距离频率的变化校正,首先根据步骤S4中脉冲重复频率PRF new ,扩展信号频率轴范围,再在时域补偿多普勒频率随距离频率的变化校正因子;步骤S6:根据burst中心斜视角θ sq,c 、中心距离门等效速度V r,scl 和斜距r,得到各子孔径RMA-RCMC造成的最大方位信号扩展长度Δt a,max 和双曲到尺度变标引起的最大方位信号时移Δt v,max ;步骤S7:根据步骤S6中各子孔径RMA-RCMC造成的最大方位信号扩展长度Δt a,max 和双曲到尺度变标引起的最大方位信号时移Δt v,max ,计算方位信号扩展点数并对方位信号进行时域扩展,然后进行高精度RMA-RCMC;并根据各距离门的等效速度V e (r)和尺度变标参考调频斜率K a_scl ,完成双曲到二次尺度变标;步骤S8:对各子孔径进行拼接,并根据波束中心多普勒调频斜率K a_rot 完成波束中心多普勒调频率去斜;步骤S9:根据步骤S1中的波束中心多普勒调频斜率K a_rot 和尺度变标参考调频斜率K a_scl 计算方位残余调频斜率K a_eff ,通过SPECAN完成方位聚焦。
2.根据权利要求1所述的高分宽幅星载马赛克SAR成像处理方法,其特征在于:在步骤S1中,波束中心多普勒调频斜率K a_rot 和busrt中心时刻的方位多普勒时间t a,mid 的表达式为:其中,f dc,mid 为burst方位中心时刻的多普勒中心频率,V r,scl 为中心距离门等效速度,r rot 为波束中心的旋转斜距,λ为波长;尺度变化参考斜距r scl 取值为有效聚焦区域中心最短斜距;尺度变标参考调频斜率K a_scl 的表达式为:其中, β(f dc,mid ,r scl )为参考距离门上的burst中心多普勒频率对应的余弦因子,V e (r scl )为参考距离门上的等效速度,λ为波长。
3.根据权利要求2所述的高分宽幅星载马赛克SAR成像处理方法,其特征在于:在步骤S3中,子孔径旁瓣抑制和子孔径重叠区域有效拼接加窗函数为:式中,t a,sub 为子孔径方位时间;W p,i (t a,sub )为旁瓣抑制加窗部分,为整个burst旁瓣抑制加窗函数W p (t a )的子孔径对应部分,即有式中,N a 为burst的回波方位脉冲数,t a 为burst的回波方位时间,W p,1 (t a.sub )为第1个子孔径的旁瓣抑制加窗函数,W p,2 (t a.sub )为第2个子孔径的旁瓣抑制加窗函数, 为第N sub 个子孔径的旁瓣抑制加窗函数;W over,i (t a,sub )为子孔径重叠区域有效拼接加窗,表达式为:式中,t over_st,i 和t over_ed,i 分别为子孔径起始与结尾与相邻子孔径的重叠时宽,T a,sub,i 为子孔径方位时间长度。
4.根据权利要求3所述的高分宽幅星载马赛克SAR成像处理方法,其特征在于:在步骤S4中,升采样所用的脉冲重复频率PRF new 的公式为:其中, PRF为系统脉冲重复频率,V r,scl 为中心距离门等效速度,B r 为系统带宽,θ sq,c 为burst中心斜视角,N a,sub 为子孔径方位脉冲数,Δf dc 为多普勒频率随距离频率的最大变化量,c为光速。
5.根据权利要求4所述的高分宽幅星载马赛克SAR成像处理方法,其特征在于:在步骤S5中,对各子孔径进行多普勒频率随距离频率的变化校正包括:将各子孔径转到距离频域,计算不同距离频率上的多普勒频率变化,进行多普勒频谱搬移,其中,频谱搬移因子为:其中,θ sq,sub 为子孔径中心斜视角,f r 为距离频率;根据步骤S4中脉冲重复频率PRF new 并扩展信号频率轴范围包括:将各子孔径转到距离频域-多普勒域,进行方位频率轴扩展;其中,扩展后的子孔径方位点数为:
6.根据权利要求5所述的高分宽幅星载马赛克SAR成像处理方法,其特征在于:在步骤S6中,各子孔径RMA-RCMC造成的最大方位信号扩展长度Δt a,max 的公式如下:其中,f dc,sub 为各子孔径中心时刻的多普勒中心频率,r f 为有效聚焦区域远端最短斜距,f c 为载频;双曲到尺度变标引起的最大方位信号时移Δt v,max 的公式如下:其中,K a_scl 尺度变标参考调频斜率,K a (r f )为远距正侧视调频斜率、β(f dc,sub ,r f )为余弦因子。
7.根据权利要求6所述的高分宽幅星载马赛克SAR成像处理方法,其特征在于:在步骤S8中,波束中心旋转调频率去斜因子为:式中,N a,burst,new 和t′ a 分别为子孔径拼接后的方位总采样点数和方位时间。
8.根据权利要求7所述的高分宽幅星载马赛克SAR成像处理方法,其特征在于:在步骤S9中,方位残余调频斜率K a_eff 的表达式为:K a_eff =K a_scl -K a_rot 。
9.根据权利要求8所述的高分宽幅星载马赛克SAR成像处理方法,其特征在于:方位SPECAN去斜因子为:
10.一种高分宽幅星载马赛克SAR成像处理系统,其特征在于包括:第一模块,用于根据星历、姿态、波束角和DEM信息,计算burst各方位时刻波束中心多普勒频率f dc (t a )、方位中心时刻各距离门的等效速度V e (r),并线性拟合burst各方位时刻波束中心多普勒频率f dc (t a )得到波束中心多普勒调频斜率K a_rot 和busrt中心时刻的方位多普勒时间t a,mid ,并得到尺度变化参考斜距r scl 和尺度变标参考调频斜率K a_scl ;第二模块,用于根据波束中心多普勒调频斜率K a_rot 、系统瞬时多普勒带宽B a_3dB 和系统脉冲重复频率PRF,等长度地划分方位子孔径;第三模块,用于对各子孔径进行旁瓣抑制加窗和子孔径重叠区域有效拼接加窗;第四模块,用于根据系统带宽、burst中心斜视角θ sq,c 和中心距离门等效速度V r,scl ,得到多普勒频率随距离频率的最大变化量Δf dc ,并进一步得到升采样所用的脉冲重复频率PRF new ;第五模块,用于对各子孔径进行多普勒频率随距离频率的变化校正,首先根据第四模块中脉冲重复频率PRF new ,扩展信号频率轴范围,再在时域补偿多普勒频率随距离频率的变化校正因子;第六模块,用于根据burst中心斜视角θ sq,c 、中心距离门等效速度V r,scl 和斜距r,得到各子孔径RMA-RCMC造成的最大方位信号扩展长度Δt a,max 和双曲到尺度变标引起的最大方位信号时移Δt v,max ;第七模块,用于根据第六模块中各子孔径RMA-RCMC造成的最大方位信号扩展长度Δt a,max 和双曲到尺度变标引起的最大方位信号时移Δt v,max ,计算方位信号扩展点数并对方位信号进行时域扩展,然后进行高精度RMA-RCMC;并根据各距离门的等效速度V e (r)和尺度变标参考调频斜率K a_scl ,完成双曲到二次尺度变标;第八模块,用于对各子孔径进行拼接,并根据波束中心多普勒调频斜率K a_rot 完成波束中心多普勒调频率去斜;第九模块,用于根据第一模块中的波束中心多普勒调频斜率K a_rot 和尺度变标参考调频斜率K a_scl 计算方位残余调频斜率K a_eff ,通过SPECAN完成方位聚焦。