[發明專利]基于二次擬合距離方程的地面加速運動目標成像方法

有效

• 申請號: 201410143271.2
• 申請日: 2014-04-10
• 公開（公告）號: CN103983969B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 王彤;李永康;魯緣政;任倩倩
• 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;G06F19/00
• 代理公司: 西安睿通知識產權代理事務所(特殊普通合伙)61218
• 代理人: 惠文軒

技術領域

本發明屬于雷達技術領域，具體地說是一種基于二次擬合距離方程的地面加速運動目標成像方法，用于合成孔徑雷達（Synthetic?Aperture?Radar,SAR）對地面加速運動目標成像。

背景技術

合成孔徑雷達（Synthetic?Aperture?Radar,SAR）是一個有源系統，它以微波譜段的電磁波作為探測載體來觀測地表特征。SAR具有二維高分辨力、全天時全天候、強穿透性、豐富散射信息、多功能多用途等特點，因此SAR成像技術成為研究的熱點方向，且在軍用和民用中都已經得到了廣泛的應用。星載SAR地面運動目標檢測系統（Synthetic?Aperture?Radar-Ground?Moving?Target?Indication，SAR-GMTI）是SAR技術的發展，它一方面能夠對觀測場景進行高分辨的成像，一方面又能檢測出觀測區域的地面運動目標，且能將檢測出的地面運動目標清晰的標注在SAR圖像中。SAR-GMTI系統的這個特點使其在戰場監視和交通監控中得到廣泛的應用。

SAR地面運動目標成像技術（Ground?Moving?Target?Imaging,GMTIm）能進一步提高SAR-GMTI系統的戰場偵察和交通監控能力，且有助于系統對地面運動目標的識別，因而成為研究熱點。考慮到實際中，地面運動目標并非是勻速運動的，即目標可能具有加速度，因此，本發明提出一種地面加速運動目標成像方法。

現有SAR地面運動目標成像技術有很多，但這些方法大多針對勻速地面運動目標，針對加速度地面運動目標的相關技術鮮有報道。加拿大的J.Sharma第一次通過理論分析和實際試驗很好的研究了目標的加速度對SAR-GMTI系統目標運動參數估計性能的影響，但是沒能提出一個地面加速度運動目標成像技術。目前，Yang提出了一種地面加速運動目標成像方法，該方法利用了hough變換技術和部分傅里葉變換技術，但該方法需要對目標運動參數進行三維搜索，運算量很大，從而限制該方法的應用。

發明內容

本發明的主要目的在于提出一種基于二次擬合距離方程的地面加速運動目標成像方法，用于合成孔徑雷達對地面加速運動目標成像，能實現對地面加速運動目標的高分辨成像，而且計算效率較高、適用范圍非常廣。

本發明的技術思路是：1）對目標距離方程進行二次擬合；2）將目標原始回波信號變到二維頻域；3）根據擬合出的二次距離方程，在二維頻域構造距離匹配濾波器，并進行距離壓縮和距離徙動校正；4）將距離壓縮和距離徙動校正后的信號變到距離多普勒域；5）在距離多普勒域構造方位匹配濾波器，并進行方位壓縮；6）對方位壓縮后的信號進行方位向逆傅里葉變換，完成對目標的成像。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現。

一種基于二次擬合距離方程的地面加速運動目標成像方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，對雷達的目標距離方程進行二次擬合，得到二次擬合后的距離方程：

R(ta)=a0+a1ta+a2ta2]]>

其中，雷達工作在正側視模式下，雷達平臺速度為v_a，t_a為慢時間；t_a=0時，目標方位向速度、方位向加速度、距離向速度、距離向加速度分別為v_x、a_x、v_y和a_y，且此時，雷達位于坐標原點，目標位于(0,y₀)；R(t_a)為t_a時刻目標到雷達的瞬時距離，a₀、a₁和a₂分別為常數項、一次項和二次項系數；

目標的原始回波信號表示為：