[發明專利]基于相消積累空時譜的空間任意構型分布式SAR動目標參數估計方法

無效

• 申請號: 201010263310.4
• 申請日: 2010-08-26
• 公開（公告）號: CN101915911A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發明（設計）人: 劉梅;李晨雷;張雷;張聲杰
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41;G01S7/292;G01S13/50
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張果瑞

1.用相消積累空時譜對空間任意構型分布式SAR動目標參數估計的方法，其特征在于具體過程如下：

步驟一、根據星載分布式SAR的超稀疏分布和高速飛行特點，建立空間任意構型分布式合成孔徑雷達回波信號的擴展的空-時模型；

步驟二、將步驟一獲得的擴展的空-時模型的共軛作為相消因子，利用空時積累的方法，建立目標函數，所述目標函數的含義如下：含有運動參數搜索值的相消因子與回波信號相乘，當相消因子對應陣元的慢時采樣點的相位恰好與回波信號相位相抵消時，目標函數的模值達到最大；

步驟三、利用步驟二獲得的目標函數對空間任意構型的分布式SAR的多源信號進行動目標參數估計。

2.根據權利要求1所述的用相消積累空時譜對空間任意構型分布式SAR動目標參數估計的方法，其特征在于步驟一的具體過程如下：

步驟一一、以信號發射衛星為基準星，編隊小衛星只接收回波信號，以基準星的星下點為原點，建立三維直角坐標系，其中X軸為沿航向，Y軸為切航向，Z軸垂直于地面；

步驟一二、在t＝0時刻，基準星為參考陣元，參考陣元的坐標為(0，0，H)，其中H為參考陣元距地面高度，第n個陣元的坐標為(B_an，B_rn，H+B_vn)，其中，n＝1，2，……，N，N為陣元數目，即編隊小衛星數目；第n個陣元在時刻t的坐標為(B_an+Vt，B_rn，H+B_vn)，其中，V為編隊小衛星的速度；

步驟一三、目標的坐標為(x，y，z)，第n個陣元在時刻t的接收到點目標(x，y，z)的回波信號表示為：

sn=(tm,t^)=exp{-j4πRn(Ban,Bm,Bvn,tm)λ}exp{jπkr[t^-2Rn(Ban,Brn,Bvn,tm)c]2}+noisen(tm,t^)]]>

式中，t_m和分別表示方位慢時間和距離快時間，c為光速，λ為載波波長，noise_n為第n個陣元的噪聲項，k_r是發射信號的線性調頻率；

步驟一四、步驟一三獲得的第n個陣元接收的回波信號經去載頻并進行距離壓縮后得到的第k個脈沖的信號表示為：

公式一

s(n,k)=exp[-j4πRn(tm)λ]sinc{2π|kr|T0c[R-Rn(tm)]}+n(n,k)]]>

其中，T₀為發射脈沖寬度，k_r是發射信號的線性調頻率，k為發射脈沖數，n(n，k)為距離壓縮后的噪聲，R_n(t_m)為R_n(B_a，B_r，B_v，t_m)的簡寫形式；

步驟一五、步驟一四獲得的第n個陣元接收信號的延遲為τ_n＝[R₀(kT)+R_n(kT)]/c，t_m＝kT，T為脈沖重復周期，對第k個脈沖的信號取模，在時或|s(n，k)|為最大值，sinc函數的模也達到最大，將公式一中第k個脈沖的信號的sinc函數的最大模值對應s(n，k)的相位提取出來，得到第n個陣元第t_m時刻的方位向信號為：

公式二s(n,tm)=exp[-j4πRn(tm)λ];]]>

步驟一六、含有P個目標的距離環上，距離環上動目標的方位角為θ，步驟一五獲得的公式二表示第n個陣元接收的某一目標方位向信號，地面動目標初始位置為(x₀，y₀，0)，所述動目標在t_m時刻與第n個陣元的斜距為：

公式三

其中，(v_x，v_y)為地面動目標的二維運動速度，v_x為沿航向運動速度，v_y垂直于航向速度；

步驟一七、對公式三右側在R₀處做麥克勞林展開，得到

公式四

步驟一八、對公式四右側做(B_a，B_r，B_v，t_m)的四元二階泰勒展開，并結合公式二，得到空間任意構型分布式SAR回波信號的擴展的空-時模型：

公式五

；其中，f_dc為多普勒中心頻率，R₀為基準星到該距離環的距離，R₀＝H/sinθ，θ是距離環上動目標的方位角。