基于二次擬合距離方程的地面加速運動目標成像方法
【專利摘要】本發明屬于雷達【技術領域】，公開了一種基于二次擬合距離方程的地面加速運動目標成像方法，用于合成孔徑雷達對地面加速運動目標成像，其步驟為：1）對目標距離方程進行二次擬合；2）將目標原始回波信號變到二維頻域；3）根據擬合出的二次距離方程，在二維頻域構造距離匹配濾波器，并進行距離壓縮和距離徙動校正；4）將距離壓縮和距離徙動校正后的信號變到距離多普勒域；5）在距離多普勒域構造方位匹配濾波器，并進行方位壓縮；6）對方位壓縮后的信號進行方位向逆傅里葉變換，完成對目標的成像。本發明不需知道目標的速度參數、位置參數和加速度，就能對地面加速運動目標進行精確成像，而且計算效率高。
【專利說明】基于二次擬合距離方程的地面加速運動目標成像方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于雷達【技術領域】，具體地說是一種基于二次擬合距離方程的地面加速運動目標成像方法，用于合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar, SAR)對地面加速運動目標成像。
【背景技術】
[0002]合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar, SAR)是一個有源系統,它以微波譜段的電磁波作為探測載體來觀測地表特征。SAR具有二維高分辨力、全天時全天候、強穿透性、豐富散射信息、多功能多用途等特點，因此SAR成像技術成為研究的熱點方向，且在軍用和民用中都已經得到了廣泛的應用。星載SAR地面運動目標檢測系統(Synthetic ApertureRadar-Ground Moving Target Indication, SAR-GMTI)是 SAR 技術的發展，它一方面能夠對觀測場景進行高分辨的成像，一方面又能檢測出觀測區域的地面運動目標，且能將檢測出的地面運動目標清晰的標注在SAR圖像中。SAR-GMTI系統的這個特點使其在戰場監視和交通監控中得到廣泛的應用。
[0003]SAR地面運動目標成像技術(Ground Moving Target Imaging, GMTIm)能進一步提高SAR-GMTI系統的戰場偵察和交通監控能力，且有助于系統對地面運動目標的識別，因而成為研究熱點。考慮到實際中，地面運動目標并非是勻速運動的，即目標可能具有加速度，因此，本發明提出一種地面加速運動目標成像方法。
[0004]現有SAR地面運動目標成像技術有很多，但這些方法大多針對勻速地面運動目標，針對加速度地面運動目標的相關技術鮮有報道。加拿大的J.Sharma第一次通過理論分析和實際試驗很好的研究了目標的加速度對SAR-GMTI系統目標運動參數估計性能的影響，但是沒能提出一個地面加速度運動目標成像技術。目前，Yang提出了一種地面加速運動目標成像方法，該方法利用了 hough變換技術和部分傅里葉變換技術，但該方法需要對目標運動參數進行三維搜索，運算量很大，從而限制該方法的應用。
【發明內容】
[0005]本發明的主要目的在于提出一種基于二次擬合距離方程的地面加速運動目標成像方法，用于合成孔徑雷達對地面加速運動目標成像，能實現對地面加速運動目標的高分辨成像，而且計算效率較高、適用范圍非常廣。
[0006]本發明的技術思路是:1)對目標距離方程進行二次擬合；2)將目標原始回波信號變到二維頻域；3)根據擬合出的二次距離方程，在二維頻域構造距離匹配濾波器，并進行距離壓縮和距離徙動校正；4)將距離壓縮和距離徙動校正后的信號變到距離多普勒域；5)在距離多普勒域構造方位匹配濾波器，并進行方位壓縮；6)對方位壓縮后的信號進行方位向逆傅里葉變換，完成對目標的成像。
[0007]為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現。
[0008]一種基于二次擬合距離方程的地面加速運動目標成像方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0009]步驟1，對雷達的目標距離方程進行二次擬合，得到二次擬合后的距離方程:
[0010]R(ti: ) = a()+ LiJ 丄 cut:
[0011]其中，雷達工作在正側視模式下，雷達平臺速度為va，taS慢時間；ta=0時，目標方位向速度、方位向加速度、距離向速度、距離向加速度分別為vx、ax、vy和ay,且此時,雷達位于坐標原點，目標位于(0，ytl) ；R(ta)為^時刻目標到雷達的瞬時距離，％、&1和&2分別為常數項、一次項和二次項系數；
[0012]目標的原始回波信號表不為:
[0013]
【權利要求】
1.一種基于二次擬合距離方程的地面加速運動目標成像方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1，對雷達的目標距離方程進行二次擬合，得到二次擬合后的距離方程:
RitJ = U^ali+a/; 其中，雷達工作在正側視模式下，雷達平臺速度為va，taS慢時間；ta=0時，目標方位向速度、方位向加速度、距離向速度、距離向加速度分別為vx、ax、vy和ay，且此時，雷達位于坐標原點，目標位于(0，％) ；R(ta)為1時刻目標到雷達的瞬時距離，、為慢時間，&(|、&1和&2分別為常數項、一次項和二次項系數； 目標的原始回波信號表示為:
2.根據權利要求1所述的基于二次擬合距離方程的地面加速運動目標成像方法，其特征在于，在步驟2中，目標原始回波信號為
3.根據權利要求1所述的基于二次擬合距離方程的地面加速運動目標成像方法，其特征在于，步驟3的具體子步驟為: 3a)根據二次擬合后的距離方程和二維頻域目標回波信號表達式
4.根據權利要求1所述的基于二次擬合距離方程的地面加速運動目標成像方法，其特征在于，步驟5的具體子步驟為: 5a)根據距離多普勒域目標回波信號的表達式
【文檔編號】G01S13/90GK103983969SQ201410143271
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年4月10日 優先權日:2014年4月10日
【發明者】王彤, 李永康, 魯緣政, 任倩倩 申請人:西安電子科技大學