[發明專利]雙基地合成孔徑雷達盲定位方法

有效

• 申請號: 202110576169.1
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113219458B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 李中余;李俊奧;楊青;武俊杰;楊海光;楊建宇
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01S7/41;G06F17/14
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 王偉

1.一種雙基地合成孔徑雷達盲定位方法，具體包括如下步驟：

S1.建立雙基SAR目標定位模型，并完成模型參數初始化；

在直角坐標系下，場景中心點坐標為O點(X_o,Y_o,0)，兩站之間沿著與Y軸平行的方向保持平飛，速度分別為V_T，V_R，發射站、接收站坐標分別為(X_T,Y_T,Z_T)，(X_R,Y_R,Z_R)，發射站在方位0時刻相對于場景中心點的俯仰角和方位角分別為β_T，接收站在方位0時刻相對于場景中心點的俯仰角和方位角分別為β_R；

S2.獲取SAR的點目標回波，假設發射站發射信號是線性調頻信號，則接收站從點目標P(x,y)接收到的回波信號解調后為：

其中，rect_r，rect_a分別是距離向和方位向的包絡，η，τ分別是方位向時間和距離向時間，λ是波長，c是光速，K_r代表距離向LFM信號的調頻率，T_a是方位向合成孔徑時間，η_R是波束中心時刻，R(η；x,y)是雙基距離歷史；

S3.對回波信號S(η,τ；x,y)進行距離徙動校正；

S4.從完成距離徙動校正后的回波信號S₃(η_m,τ；x,y)中選取強點目標進行分數階傅里葉變換，估計相應目標點方位0時刻的多普勒頻率和多普勒調頻率

S5.根據目標點雙基距離和、方位零時刻多普勒頻率、多普勒調頻率，建立定位方程并進行求解，得到目標點的實際位置坐標；具體分步驟如下：

S51.使用時頻估計方法從回波中估計得到目標的波束中心時刻η_R，并計算該目標相對于參考點O點的方位向距離差為Δy＝V_R(η_R-η₀)，其中，η₀為方位0時刻；

S52.根據S51中計算的目標點方位向距離Δy，結合方位零時刻雙基距離和R(0；x,y)，計算目標點相對于場景中心點O的x方向坐標差Δx，即x＝F[R(0；x,y),Δy]其中，F表示(Δx,Δy)與R(0；x,y)之間的非線性映射關系；

S53.結合S52和S51中求解的目標點相對于場景中心點O的坐標差Δx，Δy，建立定位方程：

其中，|·|表示向量求模運算，V_R＝(0,V_R,0)，V_T＝(0,V_T,0)，X_R，Y_R，X_T，Y_T可以使用變量進行表述：

且場景內任一目標點坐標(x,y)可以使用場景中心點(X_o,Y_o)表示：

其中，R_R(θ_R,x,y)，R_T(θ_T,x,y)分別表示接收站、發射站相對于目標(x,y)的距離，R(θ,x,y)為發射站與接收站到目標點的距離和，f_dc(θ,x,y)，f_dr(θ,x,y)表示方位0時刻接收站和發射站相對于目標點的多普勒頻率、多普勒調頻率；

S54.采用差分進化算法求解所述定位方程，得到未知參量的最優解聯合步驟S51、S52，求解得到目標點的實際位置坐標。

2.根據權利要求1所述的一種雙基地合成孔徑雷達盲定位方法，其特征在于，步驟S3的具體分步驟如下：

S31.對回波信號S(η,τ；x,y)進行距離向傅里葉變換，得到距離頻域-方位時域回波信號S₁(η,f_τ；x,y)，其中，f_τ表示距離向頻率；

S32.對距離頻域-方位時域回波信號S₁(η,f_τ；x,y)進行距離脈壓，得到距離頻域信號S₂(η,f_τ；x,y)，相位記為即：

S33.對脈壓后回波信號S₂(η,f_τ；x,y)進行一階Keystone變換，去除一階距離走動，變換關系如下：

其中，η_m是經過Keystone變換后的新的方位時間，f_c是發射信號的中心頻率，經過Keystone變換后信號相位記為

S34.對去除一階距離走動后的信號相位構造高階距離徙動補償因子進行相位補償，從而實現高階距離徙動校正，其中，B'，C'分別是距離歷史R(η；x,y)的二階和三階泰勒展開系數；

S35.對去除高階距離徙動的回波信號進行距離向逆傅里葉變換，得到距離時域-方位時域的回波信號S₃(η_m,τ；x,y)，此時相同點目標的能量集中在同一個距離門內。