[發明專利]一種基于序貫子圖像序列的動目標方位速度估計方法

在審

• 申請號: 202011026821.4
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112505647A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 王志斌;張潤寧;張慶君;孫光才;游冬;曹筵東;匡輝;李堃;于海鋒;劉磊;劉書豪
• 申請（專利權）人: 北京空間飛行器總體設計部
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 馬全亮

本發明公開了一種基于序貫子圖像序列的動目標方位速度估計方法，該方法包括采集子孔徑內目標的回波數據；對回波數據進行頻率變標處理，去除目標的距離彎曲空變性；通過對數據進行距離徙動校正與脈沖壓縮處理，完成目標在距離向的聚焦；通過對數據進行方位匹配濾波處理與逆傅里葉變換，完成方位向處理操作；通過對數據進行目標檢測，得到疑似動目標集合，進而進行子孔徑圖像間聯合檢測，完成動目標的粗測速；利用粗測速結果對數據進行補償并進行迭代精聚焦與精測速，實現了星載SAR對動目標的精確測速結果。本發明能更精準實現星載SAR對地面動目標的成像與測速，可應用于軍事、農業、測繪與救援等。

技術領域

本發明涉及一種基于序貫子圖像序列的動目標方位速度估計方法，屬于雷 達信號處理技術領域。

背景技術

合成孔徑雷達(SAR)通常用于對靜止場景進行成像，但根據軍事偵察與戰 場指揮的需要，獲取場景中的運動目標同樣具有重要的軍事意義。地面動目標 的信息對SAR系統尤為重要。地面動目標的高質量圖像有助于識別動目標，速 度參數有助于跟蹤地面動目標。因此，合成孔徑雷達動目標檢測及成像已成為 SAR信號處理領域的一個重要發展方向。然而，在實際應用中，動目標檢測只 是后續處理的基礎，成像、定位和跟蹤才是最終目的.對目標運動速度矢量的 精準估計才是實現這一目標的關鍵。

設目標在成像時間內作勻速運動，其速度可分解為距離向分量和方位向分 量。若動目標有距離向速度分量，則其方位向回波信號中會存在多普勒中心偏 移，因此在SAR圖像中通過逐塊檢測圖像塊中的多普勒中心變化，就可檢測到動 目標的存在，并可估計其距離向速度值。實際上這種技術已經被應用，但它僅 能估計距離向速度，對于方位向速度估計無能為力。

速度矢量估計主要包括徑向速度估計和方位向速度估計。典型的徑向速度 估計方法包括多普勒頻移法、時頻分析法和干涉相位法。典型的方位向速度估 計方法包括匹配濾波器組法、剪切平均聚焦法及其改進方法。然而，具有較高 徑向速度的目標會引起多普勒模糊，并伴隨嚴重的距離走動。此時，傳統的徑 向速度估計方法受到多普勒模糊的影響，導致估計錯誤。傳統的方位向速度估 計方法也會受到距離走動的影響，從而產生較大的估計誤差。

目前，速度估計的研究成果大多集中于高徑向速度估計本身，對于該類目 標的方位向速度估計，通常先估計徑向速度，再補償目標自身運動所引起的距 離走動，最后使用傳統方法估計方位向速度。然而，在無法估計徑向速度的情 況下，目標自身運動所引起的距離走動將無法補償，殘余的距離走動會使方位 向速度的估計精度大大降低。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供一種基于序貫子圖 像序列的動目標方位速度估計方法。

本發明的技術解決方案是：

一種基于序貫子圖像序列的動目標方位速度估計方法，步驟如下：

(1)采集子孔徑內目標的回波數據；

(2)對所述目標回波數據進行頻率變標處理，得到目標在距離向徙動相同 的回波數據；

(3)對所述目標在距離向徙動相同的回波數據進行距離徙動校正與脈沖壓 縮處理，得到距離-多普勒域回波數據；

(4)對所述距離-多普勒域回波數據進行方位匹配濾波處理，得到方位處 理完成后的回波數據；

(5)對所述方位處理完成后的回波數據進行方位傅里葉逆變換，得到兩維 時域粗聚焦圖像；

(6)對所述兩維時域粗聚焦圖像進行目標檢測，得到疑似動目標集合；

(7)對所述疑似動目標集合進行子孔徑圖像間聯合檢測，得到各動目標的 成像序列；

(8)對所述各動目標的成像序列進行動目標粗測速，得到動目標粗測速完 成的數據；