BP算法

BP算法后向投影算法（BackProjectionAlgorithm）是一种对时域回波数据进行成像处理的算法。该算法可实现对任意几何配置下录取的回波数据进行目标重建。缺点：在每一个方位向需要计算雷达与所有网格点的距离导致该算法比较耗时。BP算法回波信号与参考点信号进行匹配滤波后，获得的距离压缩输出信号可用下式表示：0()exp{4()/}rcsAjfRc式中，A表示幅度，f0为载频，R(η)为雷达与点目标之间的距离，c为电磁波波速。BP算法处理流程在此基础上执行。BP算法主要步骤：以最近距离为参考点进行距离向压缩后的回波数据对成像场景划分网格获得所有网格点坐标从方位向起始点开始计算当前方位向上，雷达与所有网格点的距离并计算所有网格点相对于最近距离参考点的延迟时间利用每一网格点的延迟时间，通过插值计算所对应的回波值，与上一方位向该网格点的回波值叠加每个网格点是否全部遍历得到成像场景区域图像所有方位向是否全部遍历否否是是tt下一方位向下一网格点以条带SAR为例成像场景网格划分以条带SAR为例，网格划分示意图如下：网格大小选取原则：与距离向和方位向分辨率相当或略小将成像区域场景划分为网格状，获得网格点坐标值。方位向距离向测绘带宽度网格点获取网格点回波数据基本思路：根据雷达与网格点距离获得相对于参考点的时延长度，在时域回波数据中找到对应回波数据。难点：雷达与网格点距离所对应的回波数据与实际回波采样点的数据几乎不会重合，无法直接从实际回波数据中获得其对应网格点的值。方位向距离向测绘带宽度R(t)雷达位置采样点方位向距离向通过插值方法获取网格点回波数据一般的插值方法：最近领域插值、线性插值、样条插值、sinc插值等。最近领域插值：计算量最小的插值方法，插值精度不高。mmmm0.5mm+11mmm0.5mmmmmmm+1通过插值方法获取网格点回波数据sinc插值：插值精度高，插值精度随着插值核点数的增多而增高mm+1m+2m+3m+4m-1m-2m-3()()sin[()()]ismmsmicmmmisinc插值公式：mm例：8点sinc插值8/218/2()()sin()ismmsmicmiBP算法相位补偿通过插值获取的网格点回波数据形式为复数，要实现对该网格点所有回波数据的相干叠加，需要对复数的相位信息进行补偿。0()()exp{4()/}invssjfRc式中，()invs为网格点回波数据，()R雷达与网格点间距离。针对所有网格点，对每一方位向的网格点回波数据进行相位补偿并叠加后便可完成对场景的重建。BP算法仿真图像网格点数：200×200BP算法BP算法仿真实例采用美国佐治亚技术研究院数据成像实物图BP算法成像结果