[发明专利]多通道SAR地面慢动目标检测方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）技术领域，尤其涉及一种多通道SAR地面慢动目标（Slow Ground Moving Target）检测方法及装置。

背景技术

SAR是20世纪50年代初发展起来的一种新型的雷达体制。它属于主动式微波遥感设备，具有全天时、全天候和远距离成像的特点，可以大大提高雷达的信息获取能力，特别是战场感知能力，对军用和民用均有重要的应用价值。地面运动目标显示(Ground Moving Target Indication,GMTI)作为战术侦察的一部分是军用SAR系统所必须具备的一项基本功能，也是SAR信号处理中的一个重要问题。传统的单通道SAR系统只能检测到频谱全部或部分落在杂波谱之外的运动目标。对于频谱淹没在杂波谱之内的慢动目标的检测，单通道SAR系统一般难以实现。相对于单通道SAR系统，多通道SAR系统增加了系统的空间自由度，从而可利用多个空间自由度抑制展宽的主瓣杂波，提高慢动运动目标的信杂比，获得较好的检测性能。

基于干涉图（interferogram）的多通道SAR地面慢动目标自动检测技术是一种致力于从复杂的大幅SAR图像中快速有效地检测出地面上慢速行驶的车辆目标的技术。该技术是SAR对地面观测应用的基础前沿课题，具有重要的学术和应用价值，极具创新性。

一般而言，多通道SAR地面慢动目标检测方法包括以下步骤：步骤1：确定干涉图幅度和相位；步骤2：根据所确定的干涉图幅度和相位推导出干涉图的统计分布模型，并推导出各分布模型的参数估计器；步骤3：根据推导出的统计分布模型及参数估计器，实现慢动目标的自动检测。

上述步骤2是整个方案较为重要的环节，如何快速、准确地推导出统计分布模型和参数估计器，是备受关注的课题。

干涉图是多通道信息的一种主要表征方式，由于统计的方法能够达到信息提取的理论上的Bayes（贝叶斯）最优解，因此干涉图的统计建模特别是干涉图幅度统计建模成为了多通道SAR的研究热点之一，其在极化、干涉、动目标指示等方面均有广泛的应用前景，为多通道SAR解译与应用的共性基础研究课题。

以Goodman提出的复Wishart分布为基础，Lee等人首先推导得到了均匀区域环境下干涉图幅度的分布模型。在此基础上，Gierull、Sikaneta、Abdelfattah等人对干涉图幅度分布模型进行了较为深入的研究，其中，最为著名且性能最好的是Gierull等人提出的干涉图幅度分布模型，其优点是完整性较好，对不均匀区域对应干涉图幅度数据具有一定的建模能力，其缺点是由于均匀区域环境下对应的分布模型中仍包含第二类型的修正Bessel（贝塞耳）函数等特殊函数，造成阈值求解的困难并极大限制了可拟合区域的范围，而且对于复杂环境（如城区等），该模型的建模能力严重不足。因此，亟待寻求更加完善、具有均匀度变化下的广泛区域建模能力的新干涉图幅度分布模型。

发明内容

本发明提出一种基于干涉图的多通道SAR地面慢动目标检测方法及装置，其中的方法包括以下步骤：

确定干涉图幅度和相位；推导干涉图幅度统计分布模型族，并推导出各分布模型的参数估计器；根据所述统计分布模型和参数估计器，实现慢动目标的自动检测。其中，所述推导干涉图幅度统计分布模型族的具体实现方式为：以复Wishart分布为基础，通过引入场景环境分类，结合乘积模型，利用逆方根Gamma分布和广义逆Gauss方根分布，推导出干涉图幅度分布模型族；所述推导出各分布模型的参数估计器的具体实现方式为：基于Mellin变换导出各新分布模型的参数估计器。

本发明提供的方案中，通过建立新的干涉图幅度分布模型族，解决了均匀度变化下的广泛区域对应的干涉图幅度数据的精确建模问题，并把以相干斑模型和乘积模型为基础发展而来的单通道SAR图像统计建模家族扩展到多通道领域，实现了单通道SAR图像建模理论到多通道SAR干涉图幅度建模的拓展与统一。基于Mellin变换的各分布模型对应的参数估计器能够快速、准确地迭代出各分布所含参数的估计值，从而保证了新分布模型族的实用性。

附图说明

图1是本发明基于干涉图的多通道SAR地面慢动目标检测方法流程图；

图2示出本发明均匀区域、不均匀区域和极度不均匀区域环境下的干涉图幅度各分布之间的关系。

具体实施方式