专利名称：一种用于合成孔径雷达成像的导航数据拟合方法
技术领域：
本发明属于雷达技术领域，它特别涉及了合成孔径雷达成像技术领域。
背景技术：
导航数据是处理非匀速直线运动合成孔径雷达数据的重要信息，对提高合成孔径雷达成像处理质量和精度具有重要意义。根据本发明人了解以及已发表的文献，例如:Jiancheng Fang and Xiaolin Gong,“Predictive Iterated Kalman Filter for INS/GPSIntegration and Its Application to SAR Motion Compensation，，，IEEE Transactionson Instrumentation and Measurement, vol.59，n0.4，April2010,导航数据已经成为合成孔径雷达非直线运动误差补偿的重要方法之一。但是，在某些情况下，GPSJMU等导航系统获得的导航数据由于其数据输出格式差异，例如，某些IMU系统提供瞬时速度而非瞬时位置数据，导航系统测量误差，导航数据更新率与合成孔径雷达脉冲重复周期不匹配等问题，无法直接用于合成孔径雷达成像处理，而需要对导航数据进行预处理。目前的预处理方法主要采用线性插值技术。但是，由于线性插值方法不具有光滑特性，而合成孔径雷达实际运动轨迹，由于惯性的作用一般为光滑曲线，使得线性插值结果与合成孔径雷达实际天线相位中心轨迹之间存在处理误差。另外，由于线性插值方法不具有噪声抑制能力，该方法的处理结果可能会随着测量误差的增加而变差，影响高精度合成孔径雷达成像处理系统的稳定性。

发明内容
为了克服传统导航数据预处理方法存在的处理误差以及不具备噪声抑制能力等问题，本发明提出了一种用于合成孔径雷达成像的导航数据拟合方法。该方法采用分段高阶拟合方法，在很好的保持了导航数据预处理结果的光滑性的同时还具有很好的噪声抑制能力。为了方便描述本发明的内容，首先作以下术语定义:定义1、导航数据导航数据是指由GPS、INS、IMU等导航设备提供的，记录合成孔径雷达运动规律的数据。对于某些导航设备，其提供的导航数据为合成孔径雷达瞬时三维位置数据；而某些导航设备提供的导航数据为合成孔径雷达瞬时三维速度数据。详细内容可参考文献:王巍主编.光纤陀螺惯性系统.北京:中国宇航出版社，2010。定义2、勒让德多项式函数勒让德多项式函数是在区间[_1，1]之间相互正交的一组多项式，记作:Lgd(t; k)，其中，t为勒让德多项式函数的变量，k为勒让德多项式函数的阶数，其定义和数学表达式详见文献:《数学手册》编写组，数学手册，高等教育出版社，1979年。另外，本发明还涉及勒让德多项式函数的导函数，记作DLgd(t;k)，其定义为:
权利要求
1.步骤1、初始化导航数据处理参数和数据 为了对导航数据进行预处理，需要提供如下初始化参数和待处理数据，包括:导航数据更新率，记作Fhu ;合成孔径雷达脉冲重复频率，记作PRF ;导航速度数据，记作V (η)，其中，η为导航数据更新序号，η=0，1，2，...，N，N为需要处理的导航数据数目；拟合阶数，记作Q，Q≥3，拟合段长度，记作L，L>Q ;导航轨迹初始位置，记作S。； 步骤2、构造拟合矩阵和边界向量 利用公式
全文摘要
本发明提出了一种用于合成孔径雷达成像的导航数据拟合方法，它是通过采用分段高阶拟合方法很好地保持了导航数据预处理结果的光滑性，降低了合成孔径雷达处理过程中的相位噪声，具有很强的噪声抑制能力；在进行速度数据拟合后，通过对输出的速度数据进行高阶积分，得到高精度的位置数据，克服了传统导航数据预处理方法中，通过对速度数据进行简单累加方法得到位置数据，而导致的数值计算误差。本发明可用于各种机载合成孔径雷达导航数据预处理。
文档编号G01S7/36GK103197285SQ20131009377
公开日2013年7月10日 申请日期2013年3月22日 优先权日2013年3月22日
发明者师君, 张晓玲 申请人:电子科技大学