1.一种毫米波合成孔径雷达成像方法,其特征在于,所述方法包括:采集以预设的速度沿直线轨迹运动的合成孔径雷达向目标发射的线性调频信号的回波数据;将所述合成孔径雷达的合成孔径依序划分为多个子孔径,并且任意相邻的两个子孔径之间具有重叠区段;针对每个所述子孔径,对该子孔径对应的回波数据进行距离向傅里叶变换以得到该子孔径对应的变换后的回波矩阵,并按照预设算法将所述变换后的回波矩阵投影到二维成像坐标系内以得到二维成像结果;将所有所述子孔径对应的所述二维成像结果进行拼接得到所述合成孔径对应的总的成像结果;所述针对每个所述子孔径,对该子孔径对应的回波数据进行距离向傅里叶变换以得到该子孔径对应的变换后的回波矩阵,并按照预设算法将所述变换后的回波矩阵投影到二维成像坐标系内以得到投影结果包括:针对每个所述子孔径,在对该子孔径对应的回波数据进行距离向傅里叶变换以得到该子孔径对应的变换后的回波矩阵后执行如下操作:(1)基于所述子孔径对应的回波数据估计该子孔径的多普勒中心频率;(2)基于所述多普勒中心频率以及所述变换后的回波矩阵确定该子孔径对应的雷达当前航行速度估计值;(3)针对每个所述二维成像坐标系下的像素点,根据该像素点在所述二维成像坐标系下的坐标值确定该像素点对应的距离单元索引,并基于所述当前航行速度估计值确定该像素点对应的相干累加所需的补偿相位因子;(4)针对每个所述像素点,根据其对应的补偿相位因子以及距离单元索引以及所述变换后的回波矩阵进行相干累加以得到该像素点的成像值。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述针对每个所述子孔径,基于所述子孔径对应的回波数据估计该子孔径的多普勒中心频率包括:根据该子孔径对应的回波数据确定该子孔径对应的原始回波矩阵,其中,所述原始回波矩阵的各个行向量分别与不同的距离单元一一对应;针对该原始回波矩阵的每个行向量执行如下操作:按照下式对行向量S m 进行自相关以得到行向量对应的自相关矩阵R m ;R m =S m *S * m /N 0 ;其中,m表示第m个行向量,S * m 是S m 的共轭转置;根据下式确定该行向量S m 对应的多普勒中心频率f m : ;其中,j为虚数单位,T r 表示脉冲重复周期,R m ′ 是通过对R m 做逆傅里叶变换得到的,angle()表示取相位操作;按照下式将所有行向量对应的多普勒中心频率进行平均以得到所述子孔径对应的多普勒中心频率f: ;其中,M为所述原始回波矩阵的行数,N 0 为所述原始回波矩阵的列数。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,针对每个所述子孔径,所述基于所述变换后的回波矩阵确定该子孔径对应的雷达当前航行速度估计值包括:根据所述变换后的回波矩阵确定所述子孔径对应的多普勒调频率估计值;根据所述多普勒中心频率以及所述多普勒调频率估计值确定所述雷达当前航行速度估计值。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述针对每个所述子孔径,根据所述变换后的回波矩阵确定该子孔径对应的多普勒调频率估计值包括:根据下式确定该子孔径对应的所述多普勒调频率估计值k esti : ;其中,T为该子孔径对应的时长,s a ,s b 分别为所述变换后的回波矩阵在区间[-T/2,T/2]上前后两部分的峰值处取相位后的相位值。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据所述多普勒中心频率以及所述多普勒调频率估计值确定所述雷达当前航行速度估计值包括:根据下式确定所述雷达当前航行速度估计值: ;其中,v′为所述雷达当前航行速度估计值,R s 为场景中心距离,λ为所述合成孔径雷达的载频对应的波长,f为所述子孔径对应的多普勒中心频率。
6.如权利要求1-5中任一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:按照预设的网格划分模式将所述合成孔径雷达的成像区域划分成网格以构成所述二维成像坐标系,并且所述网格中的每个网格元素分区构成一个所述像素点。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述针对每个所述二维成像坐标系下的像素点,根据该像素点在所述二维成像坐标系下的坐标值确定该像素点对应的距离单元索引,包括:按照下式并根据该像素点在所述二维成像坐标系下的坐标值x,y像素点对应的斜距R(x,y): ;其中,t m 为脉冲间的慢时间,y为该像素点的纵坐标,x是该像素点的横坐标,v′为所述雷达当前航行速度估计值;根据下式确定该像素点对应的所述距离单元索引Id: ;其中,∆r为采样前的信号采样间隔,β为插值倍数, 表示向上取整操作。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,针对每个所述二维成像坐标系下的像素点,基于所述当前航行速度估计值确定该像素点对应的相干累加所需的补偿相位因子包括:根据该像素点对应的所述斜距确定该像素点对应的相干累加所需的所述补偿相位因子。
9.如权利要求8所述的方法,其特征在于,所述根据该像素点对应的所述斜距确定该像素点对应的相干累加所需的所述补偿相位因子包括:根据下式确定该像素点对应的所述补偿相位因子: ;其中,R(x,y)为该像素点对应的斜距,φ为该像素点对应的所述补偿相位因子,λ为所述合成孔径雷达的载频对应的波长。
10.如权利要求9所述的方法,其特征在于,所述针对每个所述像素点,根据其对应的补偿相位因子以及距离单元索引以及所述变换后的回波矩阵进行相干累加以得到该像素点的成像值包括:根据下式计算每一所述像素点对应的所述成像值: ;其中,I表示该像素点对应的成像值,s r (Id,n)表示所述变换后的回波矩阵s r 中该像素点对应的距离单元索引Id所指示的行中第n列的矩阵元素,N表示所述变换后的回波矩阵的列数,j为虚数单位,φ为该像素点对应的所述补偿相位因子。
11.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述网格中的每个网格元素分区的面积不大于所述合成孔径雷达的最小分辨面积。
12.一种毫米波合成孔径雷达成像装置,其特征在于,所述装置包括:数据采集单元,用于采集以预设的速度沿直线轨迹运动的合成孔径雷达向目标发射的线性调频信号的回波数据;子孔径划分单元,用于将所述合成孔径雷达的合成孔径依序划分为多个子孔径,并且任意相邻的两个子孔径之间具有重叠区段;成像单元,用于针对每个所述子孔径,对该子孔径对应的回波数据进行距离向傅里叶变换以得到该子孔径对应的变换后的回波矩阵,并按照预设算法将所述变换后的回波矩阵投影到二维成像坐标系内以得到二维成像结果;拼接单元,用于将所有所述子孔径对应的所述二维成像结果进行拼接得到所述合成孔径对应的总的成像结果;所述成像单元还包括:多普勒中心频率计算子单元,用于基于所述子孔径对应的回波数据估计该子孔径的多普勒中心频率;雷达当前航行速度估计值计算子单元,用于基于所述多普勒中心频率以及所述变换后的回波矩阵确定该子孔径对应的雷达当前航行速度估计值;补偿相位因子计算子单元,用于针对每个所述二维成像坐标系下的像素点,根据该像素点在所述二维成像坐标系下的坐标值确定该像素点对应的距离单元索引,并基于所述当前航行速度估计值确定该像素点对应的相干累加所需的补偿相位因子;成像值计算子单元,用于针对每个像素点,根据其对应的补偿相位因子以及距离单元索引以及所述变换后的回波矩阵进行相干累加以得到该像素点的成像值。
13.一种非暂态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如权利要求1至11中任一项所述的毫米波合成孔径雷达成像方法。