[發明專利]基于子孔徑參數估計的雙基地ISAR圖像融合方法

有效

• 申請號: 201110205533.X
• 申請日: 2011-07-21
• 公開（公告）號: CN102288963A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 李亞超;許然;邢孟道;全英匯;徐煒;周瑞雨
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01S7/41;G01S7/36
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

技術領域

本發明屬于逆合成孔徑雷達技術領域，更進一步涉及一種基于子孔徑參數估計的雙基地逆合成孔徑雷達圖像融合方法，可獲得多視角下的目標圖像和更豐富的目標信息。?

背景技術

逆合成孔徑雷達(ISAR)具有全天候、全天時和遠距離觀察等特性，可以對目標進行高分辨率成像和識別，獲取相關信息，在現代戰爭中發揮著關鍵的作用。與單基地逆合成孔徑雷達相比，雙基地雷達具有更遠的作用距離、更強的抗干擾和獲取信息能力等特點。通過多個雷達系統，將在不同視角獲取的目標圖像進行融合處理，可以獲取質量更高的圖像以及更加豐富的目標信息。?

利用已經存在的很多圖像融合算法可以對兩幅圖像進行融合，但這些算法大多數都需要在圖像域先對兩幅圖像進行伸縮旋轉完成配準，再使用小波變換或其他方法進行融合。在某些情況下，各個視角下的目標散射特性并不一致，使得兩幅目標像的形狀和尺寸各異，無法直接在圖像域進行疊加，造成融合困難。?

S.Papson，R.M.Narayanan最先提出了一種基于MFT(Matrix?Fourier?Transform)的多視角ISAR圖像融合算法，利用ISAR圖像的性質，在數據域對圖像進行直接融合從而避免了上述問題。這種方法采用的是單基地ISAR的一發一收體制，使得這種方法在實際應用上有很多不足：?

1.由于采用單基地ISAR模型，它的作用距離近，抗干擾以及獲取目標信息的能力較低；?

2.由于是采用一發一收體制，使得系統需經過至少兩次收發才能進行圖像融合，圖像融合效率不高；?

3.由于不是同時發射接收，使得得到兩幅圖像信噪比很低，圖像融合質量不高。?

發明內容

本發明的目的在于克服上述已有技術的不足，提出一種基于子孔徑參數估計的雙基地ISAR圖像融合方法，以提高雷達的作用距離、抗干擾及獲取目標信?息的能力，同時提高圖像融合效率，改善圖像融合質量。?

實現本發明目的技術方案是：首先建立雙基地雷達成像模型，進行成像及融合原理分析，獲取兩雷達目標的距離多普勒圖像，然后利用目標強散射點在不同子孔徑間的多普勒差異估計出目標轉角速度和半雙基地角，在數據域完成對兩個雷達各自獲取的兩幅圖像的融合，獲得更精確的目標信息，其實施步驟包括如下：?

(1)建立雙基地ISAR雷達轉臺模型，在其基礎上以雷達1視線方向建立XOY直角坐標系，以雷達1和雷達2的等效雷達視線方向建立UOV直角坐標系，采用雙基地ISAR的一發雙收體制獲取雷達1和雷達2的目標回波數據；?

(2)對雷達1和雷達2的目標回波數據進行距離向匹配濾波、運動補償和方位FFT，得到兩個雷達獲取的目標距離多普勒圖像；?

(3)基于子孔徑的參數估計：?

3a)將雷達1的目標回波數據分為前后兩子孔徑數據段，分別對前后子孔徑數據用距離多普勒算法成像，得到兩幅具有相似性的圖像；?

3b)計算兩幅相似性圖像中強散射點的兩個孔徑間方位向多普勒頻率差值Δf_d，并由該方位向多普勒頻率差值Δf_d，估算出目標轉動角速度ω：?

ω=-λΔfd2ypΔtm]]>

式中y_p是該散射點的縱向坐標，λ為雷達波長，Δt_m為方位向兩個孔徑的時間差；?

3c)根據目標轉動角速度ω對兩個雷達獲取的距離多普勒圖像進行方位向定標，獲取目標上各散射點在所述XOY直角坐標系下的坐標和在所述UOV直角坐標系下的坐標，再根據兩個坐標系的變換關系，計算出雙基地ISAR雷達轉臺模型的半雙基地角β：?