[發(fā)明專利]一種基于低秩恢復(fù)的SAR寬窄帶干擾同時抑制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010010373.2
• 申請日: 2020-01-06
• 公開（公告）號: CN111273238B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許華健;劉志凌;黃巖;陳卓;盧鑫;劉志武
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航天科工集團(tuán)八五一一研究所
• 主分類號: G01S7/36
• 分類號: G01S7/36;G01S13/90
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 朱沉雁

本發(fā)明公開了一種基于低秩恢復(fù)的SAR寬窄帶干擾同時抑制方法，針對SAR寬窄帶干擾同時抑制問題，利用RPCA低秩恢復(fù)算法，通過迭代優(yōu)化求解混合干擾信號矩陣和有用SAR信號矩陣，完成有用SAR信號提取，實現(xiàn)復(fù)雜的窄帶干擾和寬帶干擾同時抑制。本發(fā)明可以避免稀疏恢復(fù)方法字典構(gòu)造不準(zhǔn)確導(dǎo)致的缺陷，干擾抑制性能和運(yùn)算復(fù)雜度優(yōu)于基于時頻變換的傳統(tǒng)非參數(shù)化方法，在實際應(yīng)用中能夠更穩(wěn)健和精確地抑制復(fù)雜的寬窄帶干擾信號。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于雷達(dá)干擾抑制技術(shù)，具體涉及一種基于低秩恢復(fù)的SAR寬窄帶干擾同時抑制方法。

背景技術(shù)

空/天基對地監(jiān)視合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture Radar，SAR)系統(tǒng)常常面臨非蓄意干擾問題。干擾極大地降低了SAR圖像質(zhì)量，使得SAR圖像模糊、被觀測的目標(biāo)細(xì)節(jié)信息丟失，從而影響SAR系統(tǒng)的對地監(jiān)視效能。這些干擾主要分為窄帶干擾和寬帶干擾兩類。目前，大部分可用的干擾抑制方法可分為參數(shù)化方法、非參數(shù)化方法和半?yún)?shù)化方法三類，并且主要僅應(yīng)用于抑制窄帶干擾或?qū)拵Ц蓴_。

參數(shù)化方法嚴(yán)重依賴于模型的準(zhǔn)確程度，模型失配將會導(dǎo)致干擾抑制效果惡化。非參數(shù)化方法可以避免參數(shù)化方法的模型失配問題，具有更廣泛的應(yīng)用范圍，例如可以通過設(shè)計濾波器和構(gòu)造子空間投影來抑制SAR回波信號中的窄帶和寬帶強(qiáng)干擾。但是非參數(shù)化方法需要對每個雷達(dá)脈沖數(shù)據(jù)都進(jìn)行時頻變換，存在運(yùn)算復(fù)雜度高的問題。近幾年，優(yōu)化方法被廣泛地運(yùn)用干擾抑制，由于超參數(shù)的運(yùn)用，優(yōu)化方法也被稱為半?yún)?shù)化方法，Liu等人利用稀疏表示方法在短時傅里葉變換的二維時間-頻率域中恢復(fù)了SAR回波(H.Liu,D.Li,Y.Zhou,T.Truong,Simultaneous Radio Frequency and Wideband InterferenceSuppression in SAR Signals via Sparsity Exploitation in Time-FrequencyDomain,IEEE Trans.Geosci.Remote Sens.,vol.56,no.10,pp.5780-5793,Oct.2018.)，然而該方法主要關(guān)注于如何表示或抑制孤立干擾，這在實際應(yīng)用中仍然過于理想，并且時頻變換的引入了提高了計算復(fù)雜度。Huang等人基于聯(lián)合稀疏低秩的SAR窄帶射頻干擾抑制方法，提高窄帶射頻干擾抑制性能(Y.Huang,G.Liao,J.Li,J.Xu,Narrowband RFISuppression for SAR System via Fast Implementation of Joint Sparsity and Low-rank Property,IEEE Trans.on Geosci.and Remote Sens.,vol.56,no.5,pp.2748-2761,May 2018.)。然而，在同時存在多個窄帶干擾和寬帶干擾等復(fù)雜干擾情況下，上述基于稀疏特性的半?yún)?shù)化方法則可能會失效，而參數(shù)化方法則難以估計復(fù)雜干擾頻譜的參數(shù)和實現(xiàn)干擾抑制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于低秩恢復(fù)的SAR寬窄帶干擾同時抑制方法，有效解決了SAR寬窄帶干擾同時抑制問題。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種基于低秩恢復(fù)的SAR寬窄帶干擾同時抑制方法，利用RPCA低秩恢復(fù)算法，通過迭代優(yōu)化求解混合干擾信號矩陣和有用SAR信號矩陣，完成有用SAR信號提取，實現(xiàn)復(fù)雜的窄帶干擾和寬帶干擾同時抑制，可以避免稀疏恢復(fù)方法字典構(gòu)造不準(zhǔn)確導(dǎo)致的缺陷，干擾抑制性能和運(yùn)算復(fù)雜度優(yōu)于基于時頻變換的傳統(tǒng)非參數(shù)化方法，在實際應(yīng)用中能夠更穩(wěn)健和精確地抑制復(fù)雜的寬窄帶干擾信號。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點在于：

(1)無需進(jìn)行時頻變換，運(yùn)算復(fù)雜度和干擾抑制性能優(yōu)于基于時頻變換的傳統(tǒng)非參數(shù)化方法。

(2)本發(fā)明提出的方法在實際應(yīng)用中能夠更穩(wěn)健和精確地抑制復(fù)雜的寬窄帶干擾信號。

附圖說明