[发明专利]机载多通道CSSAR地面运动目标运动参数估计方法

权利要求书

1.一种机载多通道CSSAR地面运动目标运动参数估计方法，其特征在于包括下述步骤：

步骤1、假设：(1)杂波已被机载多通道CSSAR系统采用偏置相位中心天线方法抑制；(2)距离压缩后的目标信号已被提取，且目标信号位于原始数据域；

对距离压缩后的目标信号进行距离向傅里叶变换，将目标信号变换到方位时域距离频域，进入步骤2；

步骤2、对步骤1变换到方位时域距离频域的目标信号进行基带多普勒中心补偿，包括如下步骤：

a)方位时域距离频域的目标信号s_DPCA(f_r,t_a)表示为

其中，W_r(·)为距离频率包络，w_a,1(·)为参考通道的收发双程天线方向图，f_c为雷达发射信号的载频，f_r为距离频率，t_a为方位慢时间，c为光速，λ为波长，t_b为目标位于参考通道等效相位中心的正侧视方向的时刻，R_b为t_b时刻目标到雷达的距离，K_a为目标的多普勒调频率，f_ac为目标的多普勒中心频率，且f_ac可表示为f_ac＝f_ac,b+M·PRF，其中f_ac,b为目标基带多普勒中心频率，M为目标多普勒模糊数，PRF为雷达的脉冲重复频率；

b)假设目标基带多普勒中心频率f_ac,b的估计值为则根据方位时域距离频率域目标信号的表达式，基带多普勒中心补偿函数可构造为

将式(1)的目标信号与公式(2)的补偿函数相乘即可实现基带多普勒中心补偿；

步骤3、对步骤2中基带多普勒中心补偿后的目标信号进行方位向傅里叶变换，将目标信号变到二维频域；

步骤4、估计目标的多普勒模糊数和多普勒调频率，得到的多普勒模糊数和多普勒调频率的估计值分别为和

步骤5、利用步骤4估计的目标多普勒模糊数和多普勒调频率构造二维频域的参考函数，将步骤3中的目标信号与该参考函数相乘进行目标成像，然后对相乘后的信号进行二维傅里叶逆变换将目标信号变到图像域；

二维频域参考函数构造为：

其中f_a为基带方位频率，且满足-PRF/2≤f_a≤PRF/2，和分别为目标多普勒调频率和多普勒模糊数的估计值；

步骤6、根据目标在图像域中的位置估计正侧视时刻目标的位置参数，包括如下步骤：

a)图像域目标信号表示为：

其中，t_r为距离快时间，p_r(·)为距离压缩冲激响应函数，p_a(·)为方位压缩冲激响应函数；

b)根据公式(4)的图像域目标信号的表达式，正侧视时刻目标到雷达的距离R_b和目标的方位角θ_b由下式估计出：

其中，和分别为R_b和θ_b的估计值，t_a,img和t_r,img为图像域中目标的方位向位置和距离向位置，ω为雷达运动的角速度；

步骤7、根据目标的多普勒中心频率、多普勒调频率和正侧视时刻目标的位置参数估计目标的运动参数，采用如下公式估计目标的运动参数：

式(7)和式(8)中，

其中，为v_x的估计值，为v_y的估计值，v_x和v_y分别是目标沿x轴和y轴的速度，为f_ac的估计值，为r_b的估计值，r_b为正侧视时刻目标到坐标原点的距离，r_a是雷达运动轨迹的半径，h为雷达的高度。

2.根据权利要求1所述的机载多通道CSSAR地面运动目标运动参数估计方法，其特征在于步骤4采用基于最大对比度的方法估计目标的多普勒模糊数和多普勒调频率，包括下述步骤：

a)将步骤3中基带多普勒中心补偿后的二维频域目标信号S(f_r,f_a)表示为

其中W_a(f_a)为方位频率包络；

b)采用如下基于最大对比度的方法估计目标的多普勒模糊数和多普勒调频率：

式(12)中，

s(t_r,t_a；k_a,m)＝IDFT₂{S(f_r,f_a)·H₂(f_r,f_a；k_a,m)} (14)

其中，IDFT₂(·)表示二维傅里叶逆变换，E(·)表示空间平均操作，Contrast(·)表示图像的对比度，和分别为目标多普勒调频率和多普勒模糊数的估计值，k_a和m分别是构造二维频域参考函数H₂(f_r,f_a；k_a,m)时使用的目标多普勒调频率和多普勒模糊数。