本发明涉及机载合成孔径雷达，具体地，涉及一种基于实际轨迹的大斜视二维空变运动补偿sar成像方法。
背景技术：
1、机载合成孔径雷达(synthetic aperture radar，sar)系统能够获得高分辨率的雷达图像和重要区域的散射信息，在军用和民用领域都得到了广泛的关注和应用。随着应用需求的多样化，sar系统需要在大斜视模式下工作，以适应不同的监测任务。与传统的宽斜视或小斜视模式相比，高斜视sar系统可以有效地监视更大的区域，并提前获取感兴趣的前部区域的信息。此外，高斜视sar系统还具有更大的灵活性、响应速度快、重访频率高等特点，为sar在复杂环境中的应用提供了显著的优势。由于气流等因素影响，机载sar难以维持匀速直线飞行，从而产生运动误差。特别是在高斜视模式下，运动误差的两维空变效应更为显著，极大的影响了算法聚焦效果，对成像质量构成严重影响，使得常规的运动补偿算法不再适用。精确的空变运动补偿算法对于大斜视机载sar成像至关重要。然而，传统的两步运动补偿算法主要针对距离方向上非空变和空变的运动误差，无法补偿方位空变的运动误差。虽然已有子孔径算法用于补偿低阶方位空变运动误差，但这增加了算法的复杂度并且使得算法的补偿精度不足。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于实际轨迹的大斜视二维空变运动补偿sar成像方法。
2、根据本发明实施例的第一方面，提供一种基于实际轨迹的大斜视二维空变运动补偿sar成像方法，所述方法包括：
3、根据预先构建的大斜视sar成像系统的载机平台的非线性轨迹几何模型获取回波数据s0(tr,η)；
4、对所述回波数据s0(tr,η)进行距离脉压处理，得到距离脉压后的距离频域回波信号s1(fr,η)；
5、对所述距离脉压后的距离频域回波信号s1(fr,η)进行非空变相位补偿，得到补偿后的信号s2(fr,η)；
6、对所述补偿后的信号s2(fr,η)进行距离向空变校正，得到校正后的距离频域回波信号s7(fr,η)；
7、对所述校正后的距离频域回波信号s7(fr,η)进行方位向空变校正，得到校正后的方位向回波信号s8(fr,η)；
8、通过两维傅里叶变换，将所述校正后的方位向回波信号s8(fr,η)转换为sar图像。
9、可选地，所述对所述回波数据s0(tr,η)进行距离脉压处理，得到距离脉压后的距离频域回波信号s1(fr,η)，包括：
10、对所述回波数据s0(tr,η)进行距离向傅里叶变换，得到距离频域回波信号s0(fr,η)；
11、通过预先构建的距离脉压函数h1对所述距离频域回波信号s0(fr,η)进行距离脉压，得到所述距离脉压后的距离频域回波信号s1(fr,η)。
12、可选地，所述对所述距离脉压后的距离频域回波信号s1(fr,η)进行非空变相位补偿，得到补偿后的信号s2(fr,η)，包括：
13、构建非空变相位补偿函数h2(fr,η)；
14、通过所述非空变相位补偿函数h2(fr,η)对所述距离脉压后的距离频域回波信号s1(fr,η)进行非空变相位补偿，得到补偿后的信号s2(fr,η)。
15、可选地，所述对所述补偿后的信号s2(fr,η)进行距离向空变校正，得到校正后的距离频域回波信号s7(fr,η)，包括：
16、通过预先构建的函数h3对所述补偿后的信号s2(fr,η)进行重构，得到距离频域回波信号s3(fr,η)；
17、对所述距离频域回波信号s3(fr,η)进行距离向逆傅里叶变换，得到距离时域的回波信号s3(tr,η)；
18、通过预先构建的预滤波函数h4对所述距离时域的回波信号s3(tr,η)进行处理，得到距离时域的回波信号s4(tr,η)；
19、对所述距离时域的回波信号s4(tr,η)进行距离向傅里叶变换，得到距离频域的回波信号s4(fr,η)；
20、通过预先构建的频域变标函数h5对所述距离频域的回波信号s4(fr,η)进行处理，得到距离频域的回波信号s5(fr,η)；
21、对所述距离频域的回波信号s5(fr,η)进行距离向逆傅里叶变换，得到距离时域的回波信号s5(tr,η)；
22、通过预先构建的补偿函数h6对所述距离时域的回波信号s5(tr,η)进行处理，得到距离时域的回波信号s6(tr,η)；
23、对所述距离时域的回波信号s6(tr,η)进行距离向傅里叶变换，得到所述校正后的距离频域的回波信号s7(fr,η)。
24、可选地，所述预先构建的预滤波函数h4参考如下公式：
25、
26、其中，exp(·)为指数函数，j为虚数单位，γ为距离调频率，为变标因子，η为所述大斜视sar成像系统的载机平台的方位时间；
27、所述变标因子参考如下：
28、
29、其中，表示对|rp(η)|求|rp|在|rc|点的偏导数，| |表示取模操作，θc为场景中心点c到所述载机平台的斜视角，rc为所述场景中心点c到所述载机平台的斜距矢量，rp为场景任意点p到所述载机平台的斜视角，所述大斜视sar成像系统的载机平台的天线相位中心位置表示为[xa(η),ya(η),za(η)]，h为大斜视sar成像系统的载机平台的高度。
30、可选地，所述预先构建的频域变标函数h5参考如下公式：
31、
32、其中，fr为距离频率。
33、可选地，所述预先构建的补偿函数h6参考如下公式：
34、
35、其中，fc为载频。
36、可选地，所述对所述校正后的距离频域回波信号s7(fr,η)进行方位向空变校正，得到校正后的方位向回波信号包括：
37、定义虚拟方位时间
38、通过sinc插值将所述虚拟方位时间带入所述校正后的距离频域回波信号s7(fr,η)进行方位向空变校正，得到校正后的方位向回波信号
39、可选地，所述虚拟方位时间参考如下公式：
40、
41、其中，fr为距离频率，fc为载频，为变标因子，为重采样因子；
42、所述重采样因子参考如下公式：
43、
44、其中，表示对|rp(η)|求θ在θc的偏导数，| |表示取模操作，θc为场景中心点c到所述载机平台的斜视角，rc为所述场景中心点c到所述载机平台的斜距矢量，rp为场景任意点p到所述载机平台的斜视角，所述大斜视sar成像系统的载机平台的天线相位中心位置表示为[xa(η),ya(η),za(η)]，h为大斜视sar成像系统的载机平台的高度。
45、本发明提供的技术方案可以包括以下有益效果：
46、通过上述技术方案，基于真实航迹建立了大斜视sar成像系统的载机平台的非线性轨迹几何模型，并根据非空变相位补偿和空变矫正消除了包络和相位沿方位向的空变，精确的校正了方位空变的运动误差，极大的缓解了运动误差的两维空变对成像聚焦效果的影响，实现了更精确的聚焦，具有较高的精度和效率。
47、本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
1.一种基于实际轨迹的大斜视二维空变运动补偿sar成像方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于实际轨迹的大斜视二维空变运动补偿sar成像方法，其特征在于，所述对所述回波数据s0(tr,η)进行距离脉压处理，得到距离脉压后的距离频域回波信号s1(fr,η)，包括：
3.根据权利要求1所述的基于实际轨迹的大斜视二维空变运动补偿sar成像方法，其特征在于，所述对所述距离脉压后的距离频域回波信号s1(fr,η)进行非空变相位补偿，得到补偿后的信号s2(fr,η)，包括：
4.根据权利要求1所述的基于实际轨迹的大斜视二维空变运动补偿sar成像方法，其特征在于，所述对所述补偿后的信号s2(fr,η)进行距离向空变校正，得到校正后的距离频域回波信号s7(fr,η)，包括：
5.根据权利要求4所述的基于实际轨迹的大斜视二维空变运动补偿sar成像方法，其特征在于，所述预先构建的预滤波函数h4参考如下公式：
6.根据权利要求5所述的基于实际轨迹的大斜视二维空变运动补偿sar成像方法，其特征在于，所述预先构建的频域变标函数h5参考如下公式：
7.根据权利要求6所述的基于实际轨迹的大斜视二维空变运动补偿sar成像方法，其特征在于，所述预先构建的补偿函数h6参考如下公式：
8.根据权利要求1所述的基于实际轨迹的大斜视二维空变运动补偿sar成像方法，其特征在于，所述对所述校正后的距离频域回波信号s7(fr,η)进行方位向空变校正，得到校正后的方位向回波信号包括：
9.根据权利要求8所述的基于实际轨迹的大斜视二维空变运动补偿sar成像方法，其特征在于，所述虚拟方位时间参考如下公式：
