技术摘要：
本发明属于SAR成像技术领域，公开了一种高效全局直角坐标投影融合的改进FFBP成像方法，包括以下步骤：利用合成孔径雷达接收回波信号，对其进行距离向匹配滤波，得距离压缩后的信号；以合成孔径中心为原点建立全局直角坐标系，并将距离压缩后全孔径数据均匀划分成N个子  全部
背景技术：
时域后向投影(Back-projection，BP)成像算法通过斜距反投影与相干相加，实现 了任意航迹和雷达工作模式下的精确成像。但时域后向投影成像算法时间复杂度较高，限 制了其在大规模成像场合的工程应用。 为提升时域后向投影成像算法效率，一些快速时域成像算法相继被提出，其中以 快速分解后向投影(Fast  Factorized  BP，FFBP)成像算法最具有代表性。FFBP算法利用子 孔径图像角域稀疏这一特性，在局部极坐标网格生成粗分辨率子图像，随后进行子图递归 融合直至生成高分辨率图像，并以此获得了接近频域算法的运算复杂度。然而，不同局部极 坐标系下的子图融合依赖于“点对点”的二维插值，带来极大运算量的同时还会导致插值误 差积累。工程应用中FFBP算法的成像精度与效率相互制约，难以兼顾。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种高效全局直角坐标投影 融合的改进FFBP成像方法，该方法突破了传统FFBP算法基于局部极坐标网格的限制，充分 利用全局直角坐标网格投影与递归融合的优势，避免了二维逐点插值和坐标转换，处理效 率优于传统FFBP算法。 为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。 一种高效全局直角坐标投影融合的改进FFBP成像方法，包括以下步骤： 步骤1，利用合成孔径雷达接收回波信号g(t,tm)，对所述回波信号g(t,tm)进行距 离向匹配滤波，得距离压缩后的信号s(t,tm)；其中，t为快时间，tm为方位慢时间； 步骤2，以合成孔径中心为原点建立全局直角坐标系，确定全局直角坐标系下各雷 达位置坐标以及成像区域像素点坐标，并将距离压缩后全孔径数据均匀划分成N个子孔径 数据；其中，每个子孔径数据的长度为l； 步骤3，在成像区域构建全局直角坐标投影网格，将每个子孔径数据在所述全局直 角坐标投影网格上进行后向投影，得到每个子孔径数据对应的全局直角坐标下的子孔径成 像结果； 步骤4，在全局直角坐标投影网格下，对所述子孔径成像结果进行递归融合，得全 孔径的高分辨率图像。 进一步的，步骤1中，所述回波信号g(t,tm)的表达式为： 4 CN 111736151 A 说　明　书 2/6 页 其中，c为光速，j为虚部单位，Tp为发射脉冲时间宽度，γ为调频率，fc为中心频率， R(tm)为当前雷达位置到目标点T的距离，rect(·)为矩形窗函数。 进一步的，步骤1中，所述距离压缩后的信号s(t,tm)的表达式为： 其中，sinc (·)为辛格函数，B为发射LFM信号带宽，k r c为距离波数中心， 进一步的，步骤2中，成像区域中目标点T的坐标为T(xT ,yT ,zT)，网格点W坐标为W (xW,yW,zW)，tm时刻的雷达位置坐标为(xp,yp,zp)。 进一步的，步骤3包含以下子步骤： 子步骤3.1，以场景中心为基准，根据方位和距离网格采样要求分别沿垂直视线方 向与视线方向进行网格划分，完成全局直角坐标投影网格的构建。 子步骤3.2，以子孔径中心为参考点，则子孔径重建网格点W的投影I(xW,yW)的公式 为： 其中，RW为脉冲pn对应雷达位置与网格点W之间的距离，xn ,c为子孔径ln中心，Rc为 子孔径中心到图像网格点W的距离， 为子孔径后向投影时各脉冲对 应的雷达位置； 执行后向投影时，首先计算雷达脉冲pn对应的雷达位置与网格点W之间的距离RW， 然后根据RW反向查找距离压缩后的信号s(t,tm)对网格点的贡献，再结合当前子孔径中心到 图像网格点W的距离Rc进行相位补偿得到一次投影结果；对所有脉冲执行后向投影操作，并 将所有脉冲投影结果相干相加即得到子孔径成像结果。 进一步的，子步骤3.1中，所述网格采样的要求为： 其中，Δx为方位网格采样要求，Δy为距离网格采样要求，θsq为雷达斜视角，Rs为 雷达中心斜距，l为子孔径长度，λ为波长，c为光速，B为发射LFM信号带宽。 进一步的，步骤4中，所述递归融合的公式为： 其中， 5 CN 111736151 A 说　明　书 3/6 页 g＝2,…,G；G＝logm  N 1 k＝1,2,…,K； 其中， 表示相干相加，g表示当前处于第几融合阶段，G为融合阶段总数，m为融合 因子，N为初始阶段子孔径数目，I (g)k 为g阶段的第k幅子图，K为g阶段的子图总数， I (g-1) ,…,I (g-1)(m-1)k 1 (m-1)k m 为g-1阶段用于融合g阶段第k幅子图I (g)k 的m幅子图，R (g ,k)c 为g 阶段第k幅子图对应孔径中心到成像网格点的距离，R (g-1,(m-1)k 1) ,…,R (g-1,(m-1)k m)c c 为g-1阶 段用于融合I (g)k 的m幅子图对应子孔径中心到成像网格点的距离，j为虚部单位，krc为距离 波数中心。 与现有技术相比，本发明的有益效果为： (1)突破传统FFBP算法基于局部极坐标网格的限制，建立了一个适用于全局与局 部，直角坐标与极坐标网格的分解投影-递归融合统一处理框架。 (2)在全局直角坐标网格执行子孔径投影与融合，避免了子图融合时频繁的二维 逐点插值，无需极坐标-直角坐标转换，算法效率优于传统FFBP算法。 附图说明 下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。 图1是本发明的高效全局直角坐标投影融合的改进FFBP成像方法的流程示意图； 图2是本发明的条带SAR工作几何与孔径划分示意图； 图3是本发明的子孔径全局直角坐标网格后向投影示意图； 图4是本发明的全局直角坐标子图基2递归融合示意图； 图5是本发明的高效全局直角坐标投影融合的改进FFBP成像方法结果示意图；其 中图5(a-c)分别为左上角点、中心点、以及右下角点成像结果的等高线图，图5(d)为中心点 成像结果的方位剖面图； 图6是本发明的高效全局直角坐标投影融合的改进FFBP成像方法与传统FFBP算法 复乘运算量对比示意图。