專(zhuān)利名稱(chēng)：一種地面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)及參數(shù)估計(jì)方法
一種地面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)及參數(shù)估計(jì)方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于合成孔徑雷達(dá)信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種地面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)及參數(shù)估計(jì)方法，尤其是利用三通道UWB SAR(Ultra Wide-band Synthetic Aperture Radar，超寬帶合成孔徑雷達(dá))圖像進(jìn)行地面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)及參數(shù)估計(jì)方法。
背景技術(shù)：
UffB SAR系統(tǒng)是具有葉簇穿透能力、能夠同時(shí)獲得二維高分辨率的成像雷達(dá)。利用多通道UWB SAR系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)GMTI (Ground Moving Target hdication，地面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)指示)功能，可對(duì)較大范圍的開(kāi)闊平坦或葉簇覆蓋地區(qū)的靜止和運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行偵察、監(jiān)視及成像。在 UffB SAR圖像上利用運(yùn)動(dòng)與靜止目標(biāo)的相位不同，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)，由于獲得了較長(zhǎng)的相干處理時(shí)間，對(duì)慢速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的檢測(cè)能力較強(qiáng)。這類(lèi)方法有變化檢測(cè)、順軌干涉等。由于運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的相位Δ φ由距離向速度vy決定，這類(lèi)方法存在兩個(gè)方面的不足(1)由于Δ φ以 2 π為周期，因此即使vy不為零，其對(duì)應(yīng)的Δ φ也可能為零，檢測(cè)目標(biāo)時(shí)產(chǎn)生盲速現(xiàn)象；另外，不同\對(duì)應(yīng)的Δ φ可能相同，估計(jì)參數(shù)時(shí)產(chǎn)生距離向速度模糊問(wèn)題；( 由于相位Δ φ 只與vy有關(guān)，因此這類(lèi)方法只能檢測(cè)和估計(jì)距離向速度不為零的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，而無(wú)法檢測(cè)距離向速度為零而方位向速度不為零的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，也無(wú)法對(duì)目標(biāo)的方位向速度進(jìn)行估計(jì)。
以上盲速和速度模糊問(wèn)題，通常采用多頻或多基線(xiàn)方式解決，多頻方案需要多個(gè)信號(hào)發(fā)射源，而多基線(xiàn)方案至少需要四部接收天線(xiàn)以形成不冗余的三條基線(xiàn)，若考慮雜波抑制則需要更多通道。此外，加拿大RADARSAT-2系統(tǒng)提出了多觸發(fā)的天線(xiàn)工作模式，通過(guò)增加虛擬的相位中心用兩通道實(shí)現(xiàn)了多基線(xiàn)的效果。UWB SAR系統(tǒng)的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，要求較長(zhǎng)的基線(xiàn)，受天線(xiàn)尺寸和平臺(tái)大小的限制，在載機(jī)上裝置四部接收天線(xiàn)并形成有效基線(xiàn)非常困難，同時(shí)過(guò)多的天線(xiàn)數(shù)目增加了硬件和存儲(chǔ)負(fù)擔(dān)，采用多頻或者多觸發(fā)方案也提高了系統(tǒng)的復(fù)雜性。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是基于三通道UWB SAR圖像，聯(lián)合多子帶多子孔徑干涉圖像序列，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)和二維速度估計(jì)。
不同的子帶子孔徑圖像具有不同的子帶中心頻率fm和子孔徑視角θη。在各幅子帶子孔徑干涉圖像上，目標(biāo)的干涉像有以下規(guī)律
(1)關(guān)于成像位置運(yùn)動(dòng)目標(biāo)干涉像的成像位置在各幅子帶子孔徑干涉圖像中隨 θ 連續(xù)變化，而與fm無(wú)關(guān)。靜止目標(biāo)干涉像的成像位置在各幅子帶子孔徑干涉圖像中都是不變的。
(2)關(guān)于干涉像幅度當(dāng)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的雷達(dá)散射截面隨視角和中心頻率變化很小時(shí)，它的干涉像的幅度在各幅子帶子孔徑干涉圖像中近似不變。但如果運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在某幅子帶子孔徑干涉圖像中干涉像的幅度為零，即出現(xiàn)了盲速現(xiàn)象。靜止目標(biāo)在各幅子帶子孔徑干涉圖像中的干涉像幅度恒為零。
(3)關(guān)于干涉相位運(yùn)動(dòng)目標(biāo)無(wú)模糊的干涉相位是θ η的連續(xù)函數(shù)。靜止目標(biāo)的干涉相位始終為零。
本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種地面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)及參數(shù)估計(jì)方法，其特征在于，包括以下步驟
第一步生成子帶子孔徑圖像序列
首先將三個(gè)通道的UWB SAR圖像做二維傅里葉變換到波數(shù)域(kx-kr)，再采用帶通濾波器分別對(duì)變換到波數(shù)域的各個(gè)通道的UWB SAR圖像進(jìn)行數(shù)字濾波，帶通濾波器的通帶由下式給出
權(quán)利要求
1. 一種地面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)及參數(shù)估計(jì)方法，其特征在于，包括以下步驟 第一步、生成子帶子孔徑圖像序列；首先將三個(gè)通道的 UWB SAR(Ultra Wide-band Synthetic Aperture Radar，超寬帶合成孔徑雷達(dá))圖像做二維傅里葉變換到波數(shù)域kx-kr，再采用帶通濾波器分別對(duì)變換到波數(shù)域的各個(gè)通道的UWB SAR圖像進(jìn)行數(shù)字濾波，帶通濾波器的通帶由下式給出
全文摘要
本發(fā)明提供一種地面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)及參數(shù)估計(jì)方法。技術(shù)方案是基于三通道UWB SAR圖像，聯(lián)合多子帶多子孔徑干涉圖像序列，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)和二維速度估計(jì)，具體包括下述步驟第一步、生成子帶子孔徑圖像序列；第二步、生成子帶子孔徑干涉圖像序列；第三步、檢測(cè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)；第四步、估計(jì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的二維速度。采用本發(fā)明能將運(yùn)動(dòng)目標(biāo)與靜止目標(biāo)在成像位置和相位上進(jìn)行區(qū)別，無(wú)模糊地估計(jì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的徑向速度，并估計(jì)出方位向速度和距離向速度。
文檔編號(hào)G01S7/41GK102508244SQ201110348950
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月8日
發(fā)明者周智敏, 周紅, 朱國(guó)富, 李?lèi)傷? 雷鵬正, 黃曉濤, 黎向陽(yáng) 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)