1.一种机动平台雷达俯冲段大斜视宽幅高分辨成像方法,其特征在于,包括:S100,在机动平台上通过雷达向地面发送宽带信号,并接收由地面目标返回的雷达回波数据;S200,对所述雷达回波数据在距离频域进行校正和补偿,得到补偿后的雷达回波数据;S300,对所述补偿后的雷达回波数据在二维频域进行弯曲校正和脉压得到距离向处理后的雷达回波数据;S400,补偿所述距离向处理后的雷达回波数据的多普勒中心方位的非空变分量,得到分量补偿后的雷达回波数据;S500,对所述分量补偿后的雷达回波数据在信号方位向时域进行两端补零得到补零之后的雷达回波数据;S600,对补零之后的雷达回波数据通过四阶相位调节因子以及方位频域非线性变标因子进行补偿,得到系数补偿后的雷达回波数据;S700,对所述系数补偿后的雷达回波数进行方位统一聚焦得到最终的目标聚焦图像。
2.根据权利要求1所述的机动平台雷达俯冲段大斜视宽幅高分辨成像方法,其特征在于,S100中机动平台的俯冲速度方向与波束射线方向所形成的余角为波束中心斜视角θ 0 ,波束中心斜视角θ 0 表示为:S100中的机动平台与目标的瞬时斜距表示为:其中,R表示机动平台与场景中心之间的斜距, 表示平台俯冲速度方向与天线波束射线方向的夹角,v为平台俯冲合速度;所述瞬时斜距的四阶泰勒展开表示为:S100中的雷达回波数据表示为:其中,t r 表示距离快时间,t a 表示方位慢时间,K表示发射信号的调频率,c表示光速,λ表示发射信号的波长,R(t a ;R)表示平台与目标的距离,t n 为当前时刻。
3.根据权利要求2所述的机动平台雷达俯冲段大斜视宽幅高分辨成像方法,其特征在于,S200包括:S210,对所述雷达回波数据进行距离向傅里叶变换,以将所述雷达回波数据转变至距离频域,得到距离频域的雷达回波数据;S220,构造线性距离走动校正与多普勒中心一致的补偿函数;S230,利用所述补偿函数对距离频域的所述雷达回波数据进行补偿得到补偿后的雷达回波数据。
4.根据权利要求3所述的机动平台雷达俯冲段大斜视宽幅高分辨成像方法,其特征在于,S210中的距离频域的雷达回波数据表示为:S220中的补偿函数表示为:其中,f r 表示距离频率,f c 表示信号的中心载频;S230中的补偿后的雷达回波数据表示为:其中,f a 表示方位频率,f dc =2vsinθ 0 /λ,f dc 表示多普勒中心频率,x n =vt n 为目标到孔径中心时刻天线波束射线的距离。
5.根据权利要求4所述的机动平台雷达俯冲段大斜视宽幅高分辨成像方法,其特征在于,S300包括:S310,对所述补偿后的雷达回波数据进行方位向傅里叶变换,以将所述补偿后的雷达回波数据转变至二维频域;S320,分别构建距离弯曲的校正函数、距离脉压和二次距离的脉压函数;S330,利用所述校正函数对二维频域的雷达回波数据进行距离弯曲校正,以及利用所述脉压函数对距离弯曲校正后的雷达回波数据进行距离脉压和二次距离脉压,并结合瞬时斜视角在空间上随距离单元的变动得到处理信号数据;S340,对所述处理信号数据进行二维的傅里叶逆变换,以将所述处理信号数据转变至二维时域得到距离向处理后的雷达回波数据。
6.根据权利要求5所述的机动平台雷达俯冲段大斜视宽幅高分辨成像方法,其特征在于,S320中的校正函数表示为:S320中的脉压函数表示为:S330中的瞬时斜视角在空间上随距离单元的变动表示为:其中,γ表示机动平台的俯冲角,h表示机动平台相距地面的高度;S330中的处理信号数据表示为:其中,θ表示瞬时斜视角;S340中的距离向处理后的雷达回波数据表示为:其中,R 0 =R+x n sinθ 0 ,Δf dc (R 0 ,t n )表示残留线性项对应的残留多普勒中心,f dr (R 0 ,t n )表示方位调频率,f dt (R 0 ,t n )表示方位时域三次项系数,f ds (R 0 ,t n )表示方位时域三次项系数。
7.根据权利要求6所述的机动平台雷达俯冲段大斜视宽幅高分辨成像方法,其特征在于,S400包括:S410,将所述距离向处理后的雷达回波数据的多普勒系数在t n =0处展开,并将两维空变的多普勒参数分成方位空变分量和方位非空变分量;S420,构造残留多普勒中心的方位非空变分量的分量补偿函数;S430,利用所述分量补偿函数对所述距离向处理后的雷达回波数据进行补偿得到分量补偿后的雷达回波数据。
8.根据权利要求7所述的机动平台雷达俯冲段大斜视宽幅高分辨成像方法,其特征在于,S410中的两维空变的多普勒参数表示为:S420中的分量补偿函数表示为:其中,α表示波束方位角,Δf dc (R 0 )表示残留多普勒中心的非空变项,Δf dc '(R 0 )表示残留多普勒中心的一次空变项,f dr0 (R 0 )表示方位调频率的非空变项,f dr1 (R 0 )表示方位调频率的一次空变项,f dr2 (R 0 )表示方位调频率的二次空变项,f dt0 (R 0 )表示方位三次项系数的非空变项,f dt1 (R 0 )表示方位三次项系数的一次空变项;f ds0 (R 0 )表示方位四次项系数的非空变项。
9.根据权利要求8所述的机动平台雷达俯冲段大斜视宽幅高分辨成像方法,其特征在于,S600包括:S610,构造四阶相位调节因子以及方位频域的非线性变标因子;所述四阶相位调节因子表示为:H 5 =exp(jπpt a 3 +jπqt a 4 ) (18);所述非线性变标因子表示为:H 6 =exp(jπs 2 f a 2 +jπs 3 f a 3 +jπs 4 f a 4 ) (19);S620,利用所述四阶相位调节因子对补零之后的雷达回波数据进行补偿,得到调节因子补偿后的雷达回波数据;S630,将所述调节因子补偿后的雷达回波数据进行方位快速傅里叶变换,得到方位频域的雷达回波数据;所述方位频域的雷达回波数据表示为:S640,利用所述非线性变标因子对S630中的方位频域的雷达回波数据进行补偿,并将补偿后的雷达回波数据进行快速傅里叶逆变换得到系数补偿后的雷达回波数据;所述系数补偿后的雷达回波数据表示为:ss(t r ,t a )≈exp(-j(A+Bt n t a +Ct n 2 t a +Dt n t a 2 +Et n 2 t a 2 +Ft n t a 3 )) (26);其中, σ为一常数,σ≠0.5。
10.根据权利要求9所述的机动平台雷达俯冲段大斜视宽幅高分辨成像方法,其特征在于,S700包括:S710,构造方位统一聚焦函数;所述方位统一聚焦函数表示为:S720,利用所述方位统一聚焦函数对所述系数补偿后的雷达回波数据进行聚焦,并将聚焦后的雷达回波数据进行方位向快速傅里叶变换得到最终的目标聚焦图像。