[發(fā)明專利]一種基于信號子空間技術(shù)的單通道星載SAR動目標(biāo)檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310098718.4
• 申請日: 2013-03-26
• 公開（公告）號: CN103336271A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張丹丹;許睿鵬;胡東輝;仇曉蘭;雷斌;付琨;丁赤飚
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院電子學(xué)研究所
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 高燕燕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種基于信號子空間技術(shù)的單通道星載SAR動目標(biāo)檢測方法，屬于合成孔徑雷達(dá)（SAR）信號處理領(lǐng)域，具體涉及合成孔徑雷達(dá)運動目標(biāo)檢測領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

星載SAR具備大范圍覆蓋、監(jiān)視任何感興趣熱點地區(qū)、自由進(jìn)出敵人后方等機(jī)載不可比擬的優(yōu)勢。因此開展星載SAR動目標(biāo)處理技術(shù)的研究具有重大軍事意義。然而國內(nèi)現(xiàn)有的SAR衛(wèi)星均為單通道模式，今后的中高軌甚至同步軌道SAR衛(wèi)星也會采用該模式。因此開展星載單通道星載SAR動目標(biāo)處理技術(shù)的研究具有實際意義，也可為后續(xù)研究做鋪墊。由于星載SAR雜波譜展寬嚴(yán)重，冗余帶寬小，單通道機(jī)載SAR方法在星載中的應(yīng)用受到限制，雜波抑制能力大大降低。因此需要開發(fā)針對星載情況的動目標(biāo)處理技術(shù)。針對星載平臺飛行穩(wěn)定，具有重訪周期的特點，本發(fā)明引入變化檢測方法來抑制靜止雜波（圖像間不變的部分）檢測運動目標(biāo)（圖像間變化的部分）。?

傳統(tǒng)的變化檢測方法主要有圖像差值法、圖像比值法、相關(guān)系數(shù)法、統(tǒng)計測試法、主成分分析法[B.Qiu,V.Prinet,E.Perrier,et?al.Multi-block?PCA?Method?for?Image?Change?Detection.Proceeding?of?the12th?International?Conference?on?Image?Analysus?and?Processing,2003,385-390]等。上述方法具有一定的雜波抑制能力，但是也存在一定的不足：對不同時相圖像數(shù)據(jù)的輻射差別因素的影響比較敏感。針對該問題，本發(fā)明引入信號子空間方法[M.Soumekh.Synthetic?Aperture?Radar?Signal?Processing?with?MATLAB?algorithms.New?York:Wiley,1999]來抑制雜波，以減少目標(biāo)幅度差異對雜波抑制的影響。與上述傳統(tǒng)變化檢測方法相比，信號子空間方法在削弱靜止雜波幅度差異對雜波抑制影響的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步抑制殘余雜波，降低了虛警概率。信號子空間方法基于以下信號模型：?

f2(x,y)=f1(x,y)⊗h(x,y)+fc(x,y)]]>

f₁(x,y)表示參考SAR圖像，f₂(x,y)表示待檢測SAR圖像，f_c(x,y)表示f₂(x,y)相對于f₁(x,y)變化的圖像（即雜波抑制后的動目標(biāo)圖像），(x,y)表示圖像的二維坐標(biāo)，h(x,y)表示輻射校正誤差引起二維空域的沖激響應(yīng)函數(shù)。?

信號子空間方法先對重排的f₁(x,y)圖像矩陣進(jìn)行奇異值分解，從而求出參考圖像雜波子空間的標(biāo)準(zhǔn)正交基；然后利用子空間投影法直接求解f₂(x,y)在f₁(x,y)線性子空間的投影?最后，根據(jù)上述信號模型，就可得到雜波抑制后的圖像f_c(x,y)。?

應(yīng)用信號子空間方法能夠更好的抑制靜止雜波，但其也存在一定問題。對于能量較強(qiáng)靜止目標(biāo)，其在兩幅圖像中存在一定差異，通過信號子空間處理并不能完全消除，會變成殘余雜波，這將引起運動目標(biāo)檢測的虛警情況。?

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)方案的缺點，本發(fā)明提供了一種基于信號子空間技術(shù)的單通道星載SAR動目標(biāo)檢測方法，能夠有效抑制殘余雜波，降低虛警概率。?

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：?