[發明專利]一種高超聲速平臺雜波抑制和運動目標定位方法及裝置

在審

• 申請號: 202111034313.5
• 申請日: 2021-09-03
• 公開（公告）號: CN113945897A
• 公開（公告）日: 2022-01-18
• 發明（設計）人: 曹運合;韓玖勝;趙玉超;張金波;王陽;劉帥;王風飛;程垣皓
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學;中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: G01S7/36
• 分類號: G01S7/36;G01S13/58;G01S13/90
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 劉長春

本發明公開了一種高超聲速平臺多通道SAR俯沖大斜視雜波抑制和運動目標定位方法，包括：建立高超聲速平臺多通道SAR俯沖大斜視靜止雜波等效幾何構型和運動目標數據采集模型，以獲得運動目標的回波信號；對回波信號進行距離向和方位向的粗聚焦處理，得到粗聚焦微波圖像；對粗聚焦微波圖像進行徑向速度掃描，并利用得到的運動目標徑向速度精確估計值進行雜波抑制處理，得到無雜波運動目標微波圖像；對無雜波運動目標微波圖像進行精確聚焦處理，得到運動目標高分辨微波圖像；對運動目標高分辨微波圖像進行幾何形變校正，得到運動目標精確定位結果。本發明他提供的方法具有較好的雜波抑制效果，可以得到精確的運動目標定位結果。

技術領域

本發明屬于雷達技術領域，具體涉及一種高超聲速平臺雜波抑制和運動目標定位方法及裝置。

背景技術

地平面上方20～100km區域被稱為臨近空間，臨近空間的空氣密度對于飛機巡航來說太稀薄，而對于衛星運行來說太稠密，因此，臨近空間中監測平臺較少。高超聲速平臺飛行區域位于臨近空間，可以填補傳統飛機和衛星工作海拔的空白。同時，其結合了高速高機動和全空時全天候監測的特性，具有監測靈活、快速突防等諸多優勢。

目前，由于高超聲速平臺具有跳躍巡航軌跡，且其多數時間不存在加速度，因此對于高超聲速平臺的研究主要集中在多通道SAR俯沖大斜視雜波抑制和運動目標定位；其中，高超聲速平臺多通道SAR俯沖大斜視的幾何構型設計以及徑向速度估計是雜波抑制和運動目標定位的關鍵環節。

然而，一方面，由于高超聲速平臺多通道SAR俯沖大斜視的幾何構型具有較為復雜的軌跡位置信息，從而使得傳統的幾何構型精確表達式十分冗余，制約了后續地面目標信號檢測和定位方法的使用。相比于傳統的幾何構型，改進等效幾何構型雖然滿足了簡潔性和精確性需求，然而其對高超聲速平臺SAR俯沖大斜視幾何構型以及運動目標定位方法的研究尚未涉及。此外，改進等效幾何構型借助“俯沖段”等效為“平飛段”的思想簡化后續雜波抑制和運動目標定位處理過程也會引起目標幾何形變，使得運動目標定位精度下降。另一方面，對于徑向速度估計，由于高超聲速平臺高速運動造成回波存在多普勒模糊，使得傳統的干涉、子空間投影和波束形成等徑向速度估計方法性能下降，影響了雜波抑制效果，從而導致運動目標定位精度降低。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種高超聲速平臺雜波抑制和運動目標定位方及裝置法。本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

一種高超聲速平臺多通道SAR俯沖大斜視雜波抑制和運動目標定位方法，包括：

步驟1：建立高超聲速平臺多通道SAR俯沖大斜視靜止雜波等效幾何構型和運動目標數據采集模型，以獲得運動目標的回波信號；

步驟2：對所述回波信號進行距離向和方位向的粗聚焦處理，得到粗聚焦微波圖像；

步驟3：對所述粗聚焦微波圖像進行徑向速度掃描，并利用得到的運動目標徑向速度精確估計值進行雜波抑制處理，得到無雜波運動目標微波圖像；

步驟4：對所述無雜波運動目標微波圖像進行精確聚焦處理，得到運動目標高分辨微波圖像；

步驟5：對所述運動目標高分辨微波圖像進行幾何形變校正，得到運動目標精確定位結果。

在本發明的一個實施例中，所述高超聲速平臺多通道SAR俯沖大斜視靜止雜波等效幾何構型表示為：

其中，ξ_a表示方位向時間，R₀表示運動目標和高超聲速平臺最近距離，

H表示平臺海拔高度，θ₀和θ分別表示初始斜視角和等效斜視角，v、v_x和v_z分別表示高超聲速平臺和速度、水平速度和垂直速度。