[發(fā)明專利]雙基地合成孔徑雷達盲定位方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110576169.1
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113219458B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李中余;李俊奧;楊青;武俊杰;楊海光;楊建宇
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 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

本發(fā)明公開了一種雙基合成孔徑雷達盲定位方法，首先在回波域進行距離向脈沖壓縮，使用一階Keystone變換去除一階距離走動，構(gòu)造高階距離徙動補償因子進行高階距離徙動校正，使相同點目標的能量集中在同一個距離門內(nèi)；然后使用分數(shù)階傅里葉變換估計強點目標的多普勒參數(shù)；最后建立定位方程，計算估計目標點理論多普勒參數(shù)，根據(jù)最小二乘準則進行約束，多次迭代獲得收斂解，求解場景中心點的位置，再根據(jù)定位目標與場景中心點的相對位置關(guān)系確定目標的位置。相比于傳統(tǒng)的定位方法，本發(fā)明的方法不依賴于載機平臺的航姿信息，有效解決了實際飛行過程中慣導(dǎo)系統(tǒng)航姿信息誤差較大下定位不準及航姿信息缺失情況下定位精度不高或者不能定位的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于雷達盲定位技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及雙基合成孔徑雷達在航姿信息誤差較大或者缺失情況下多強點聯(lián)合目標定位方法。

背景技術(shù)

雙基合成孔徑雷達(SAR，Synthetic Aperture Radar)由于收發(fā)平臺分置，與單基SAR相比：獲取目標能力更強；探測距離更遠；觀測場景更加靈活以及保密性抗干擾能力更強等等。而定位作為SAR中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)之一，結(jié)合雙基SAR的種種優(yōu)勢，對雙基SAR目標定位的研究探索具有相當(dāng)可觀的實用價值。

SAR在對地觀測過程中，目標定位算法可以依賴于一些靜態(tài)特征地標，然后對SAR圖像進行調(diào)整，以實現(xiàn)目標定位；SAR體制中常見的定位模型是距離-多普勒(RD)定位模型，是由JOHN C.CURLANDER在20世紀80年代早期提出的，主要思想是構(gòu)建目標-載機平臺距離方程，多普勒方程以及地球模型，目標的位置由上述方程聯(lián)立求解；隨后有在RD定位模型基礎(chǔ)上引入的DEM數(shù)據(jù)信息，使得RD定位方法的精度得以進一步提高；以及使用在導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)上的景象匹配方法也是在RD定位方法的基礎(chǔ)上延拓的。上述提及的這些定位方法都過分依賴于航姿信息，而慣導(dǎo)系統(tǒng)在長時間飛行過程中累計誤差也較大，因此難以滿足高精度定位系統(tǒng)；而受限于定位方法，一旦缺失航姿信息，上述定位方法不能夠?qū)崿F(xiàn)定位。

發(fā)明內(nèi)容

針對背景技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明提出了一種雙基地合成孔徑雷達盲定位方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：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(shù)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(fā)射站、接收站坐標分別為(X_T,Y_T,Z_T)，(X_R,Y_R,Z_R)，發(fā)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(shè)發(fā)射站發(fā)射信號是線性調(diào)頻信號(LFM)，則接收站從點目標P(x,y)接收到的回波信號解調(diào)后為：

其中，rect_r，rect_a分別是距離向和方位向的包絡(luò)，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(diào)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(shù)階傅里葉變換(FrFT)，估計相應(yīng)目標點方位0時刻的多普勒頻率和多普勒調(diào)頻率