恭喜北京理工大學黃晉洋獲國家專利權
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龍圖騰網恭喜北京理工大學申請的專利一種基于時分步進頻波形的分布式無人機SAR層析三維成像方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN115184930B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-04-29發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202210668705.5,技術領域涉及:G01S13/90;該發明授權一種基于時分步進頻波形的分布式無人機SAR層析三維成像方法是由黃晉洋;丁澤剛;王巖;李凌豪;劉旻昆;曾濤設計研發完成,并于2022-06-14向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于時分步進頻波形的分布式無人機SAR層析三維成像方法在說明書摘要公布了:本發明涉及一種基于時分步進頻波形的分布式無人機SAR層析三維成像方法,屬于城市測繪、站場偵查、災害救援等技術領域,可以實現分布式無人機SAR系統單雙基站混合構型信號采集,對于N站系統可以得到幅二維圖像實現高程采樣,實現三維成像。本發明的方法中,分布式無人機進行輪詢發射時采用時分步進頻波形能夠實現各無人機間輪詢,以確保任意無人機上的SAR可以接收來自其他無人機上的SAR的直達波和后向散射回波以及該無人機上的SAR的后向散射回波。
本發明授權一種基于時分步進頻波形的分布式無人機SAR層析三維成像方法在權利要求書中公布了:1.一種基于時分步進頻波形的分布式無人機SAR層析三維成像方法,其特征在于該方法的步驟包括:第一步,分布式無人機進行輪詢發射并接收步進頻各子帶信號,分布式無人機進行輪詢發射時采用時分步進頻波形,接收步進頻各子帶信號的回波信號時首先對回波信號進行解調,然后再進行幅度和相位誤差補償;第二步,對第一步中的步進頻各子帶信號進行預失真處理,并對預失真處理后的步進頻各子帶信號進行子帶拼接和子帶間誤差補償,得到回波數據;第三步,根據第二步得到的回波數據,利用三維BP層析SAR成像算法,得到SAR圖像;所述的第一步中,步進頻各子帶信號是一組中心頻率以Δf步進的窄帶信號,每個窄帶信號調頻斜率為Kr,窄帶信號脈沖重復周期為PRT;步進頻各子帶信號中的第n個子帶信號的回波信號如下式所示: 其中σ為目標后向散射系數,rect[.]為矩形窗函數,t為距離時間,c為光速,fcn為第n個子帶信號的中心頻率,R為目標距離,Tp為脈沖寬度,若共有N個子帶信號,則第n個子帶信號的中心頻率為fcn=fc+nΔfn=0,1,…,N;所述的第三步中,三維BP層析SAR成像算法是指:以第二步得到的回波數據為輸入,進行距離向脈沖壓縮處理,之后進行計算回波延時,然后進行距離向插值,在數據域補償殘余相位,最后對信號進行相干積累完成SAR成像;所述的回波數據進行距離向脈沖壓縮處理的方法為使用匹配濾波方法對每個航過無人機SAR獲取的回波數據進行距離壓縮,距離向匹配濾波的參考函數為:Hrt=exp{-jπKrt2}t∈[-Tr2,Tr2,]其中,Kr=BTr表示信號調頻率,B表示發射信號帶寬,Tr表示發射信號時域脈沖寬度,在頻域實現脈沖壓縮,將信號和參考函數變換到頻域,然后通過傅里葉變換將脈沖壓縮后的數據變換回時域,設經過距離向壓縮后的回波信號記為gn;所述的計算回波延時的方法為:計算成像場景中各成像網格到雷達平臺的斜距,然后在方位-高度平面上劃分網格,每個網格代表示一個方位慢時刻一個高度位置,計算第n個發射天線相位中心在第j個方位慢時刻與網格點i間回波的延時,即計算兩者之間的距離回波延時的表達式為: 所述的距離向插值方法為:采用sinc函數作為插值核,對距離壓縮后的離散數據進行插值,得到距離向插值后的時域信號;所述的在數據域補償殘余相位的方法為:通過采樣獲取網格點τnij的數據Iin,對網格點i在第j個方位慢時刻到每個航過無人機SAR的雙程距離補償剩余相位,剩余相位補償因子表示為: 其中,fc表示載波頻率,將數據Iin與相位補償因子Hcj,n相乘,獲得與航過平無人機SARn相關的后向投影信號: 其中,ri為網格點i的位置矢量,ak和bk分別表示網格點i方位向合成孔徑的起始和結束位置,表示雷達平臺的位置矢量,為網格點i和各個航過無人機SARn之間的距離,gn.表示第n條飛行軌跡距離壓縮后的回波數據,kc=2πfcc為波數;所述對信號進行相干積累進行相干積累的方法為:將這些回波數據的振幅相加求和,得到網格點i在層析方向上的后向投影信息v,即:
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