基于数据聚束式视频SAR快速配准方法

1.一种基于数据聚束式视频SAR快速配准方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将WGS-84坐标系下的SAR成像雷达位置坐标(lon,lat,alt)转换为地心地固直角坐标系下点(X,Y,Z)；步骤2：选取任一帧的SAR原始回波信号作为基准帧，将基准帧对应的SAR成像雷达在地心地固直角坐标系下的中心位置坐标作为基准帧成像中心；以基准帧成像中心为坐标原点，分别将所有帧在地心地固直角坐标系下的SAR成像雷达位置坐标及设定场景中心在地心地固直角坐标系下的位置坐标转换到北东地坐标系下；步骤3：利用基准帧成像中心对应的横滚角、俯仰角以及偏航角生成旋转矩阵，将设定场景中心和SAR成像雷达在北东地坐标系下的坐标转换到成像坐标系下；步骤4：雷达运动过程中所处任意位置下的视线方向与基准帧成像中心的视线方向的夹角θ为：其中， 为基准帧成像中心到设定场景中心的位移向量， 为雷达运动过程中SAR成像雷达任一帧的成像中心到设定场景中心的位移向量，||||表示取模；步骤5：通过二维插值方式将SAR成像雷达在不同方位向上的视角矫正为在基准帧的成像坐标系下的方位向视角，各帧的SAR二维图像作为待插值的成像场景数据V，对成像场景数据V进行二维插值处理，得到插值后的成像场景数据，使得成像场景数据的空间频率分布由(X a ,Y a )转换至(X q ,Y q )，(X a ,Y a )分别表示插值前成像场景的空间频率分布，(X q ,Y q )分别表示任意帧视角矫正后的成像场景的空间频率分布；步骤6：利用聚束SAR成像回波数据的相关性分别在距离频域方位时域和方位频域距离时域进行偏移矫正；在进行距离偏移矫正时，将基准帧和待矫正帧的SAR原始回波信号进行距离向傅里叶变换，得到基准帧和待矫正帧的距离频域方位时域的SAR信号数据；将基准帧距离频域方位时域的SAR信号数据中某一方位向的距离向向量f ref 与待矫正帧距离频域方位时域的SAR信号数据中的各方位向的距离向向量f any 共轭相乘，再进行逆傅里叶变换，得到距离偏移量的相关系数向量corr τ ，选取相关系数向量中最大值所对应的偏移量offset τ 作为距离向偏移矫正量；同理，在进行方位偏移矫正时，将基准帧和待矫正帧的SAR原始回波信号进行方位向傅里叶变换，得到基准帧和待矫正帧的方位频域距离时域的SAR信号数据；将基准帧方位频域距离时域的SAR信号数据中的某一距离向的方位向向量f tref 与待矫正帧方位频域距离时域的SAR信号数据中的各距离向的方位向向量f tany 共轭相乘，再进行逆傅里叶变换，得到方位向偏移量的相关系数向量corr t ，选取相关系数向量中最大值所对应的偏移量offset t 作为方位向偏移矫正量；步骤7：将插值后的成像场景数据在距离向循环移位offset τ 个单位长度，完成距离向偏移矫正；同理将插值后的成像场景数据在方位向循环移位offset t 个单位长度，完成方位向偏移矫正。 2.根据权利要求1所述的基于数据聚束式视频SAR快速配准方法，其特征在于，步骤1中，WGS-84坐标系和地心地固直角坐标系之间的转换关系如下所示：其中，lon、lat和alt分别表示SAR成像雷达的经度、纬度和高程；X、Y和Z分别表示SAR成像雷达在ECEF坐标系下的x轴、y轴和z轴坐标；N为基准椭球体的曲率半径， e为WGS-84坐标系下椭圆球离心率，a为基准椭球体长半径。 3.根据权利要求2所述的基于数据聚束式视频SAR快速配准方法，其特征在于，步骤2中，基准帧对应的SAR成像雷达在地心地固直角坐标系下的中心位置坐标记为 记地心地固直角坐标系下的SAR成像雷达位置坐标为(x ECEF ,y ECEF ,z ECEF )，记设定场景中心在地心地固直角坐标系下的位置坐标为 SAR成像雷达位置坐标在北东地坐标系下的位置坐标和设定场景中心在北东地坐标系下的位置坐标分别表示为：其中，N x 、E y 和D z 表示分别表示SAR成像雷达位置坐标在北东地坐标系下N轴、E轴和D轴的位置坐标；N a 、E a 和D a 表示分别表示设定场景中心在北东地坐标系下N轴、E轴和D轴的位置坐标；S为由地心地固直角坐标系到北东地坐标系的坐标变换矩阵，表示为：其中，lon 0 、lat 0 和alt 0 分别表示基准帧成像中心的经度、纬度和高程。 4.根据权利要求3所述的基于数据聚束式视频SAR快速配准方法，其特征在于，步骤3中，横滚角θ x 、俯仰角θ y 以及偏航角θ z 所对应的旋转矩阵T x 、T y 和T z 分别表示为：成像坐标系下的SAR成像雷达和设定场景中心的位置坐标(x,y,z)和(x a ,y a ,z a )分别为： 5.根据权利要求1所述的基于数据聚束式视频SAR快速配准方法，其特征在于，步骤5中，(X a ,Y a )和(X q ,Y q )之间存在如下关系：其中，c为光速，f c 为雷达工作的中心频率，f为距离向频率， 为SAR成像雷达当前帧成像中心的俯仰角，φ为SAR成像雷达天线相位中心瞬时方位角。