[发明专利]一种适用于CSAR成像的地面动目标轨迹重构方法

说明书

一种适用于CSAR成像的地面动目标轨迹重构方法，包括以下步骤：S1.对接收到的CSAR动目标回波信号进行距离脉压，将雷达的全孔径回波均匀划分为若干个子孔径回波，并将子孔径回波变换到距离多普勒域,通过多普勒滤波及恒虚警率检测实现动目标检测并获取动目标在RD域的位置；S2.利用多目标跟踪算法实现不同子孔径下动目标关联，获取动目标在RD域的运动轨迹；S3.将动目标RD域轨迹投影到道路网格，并使用动态规划算法实现动目标轨迹重构。本发明采用CSAR模式，具有长时间观测动目标的能力，同时通过增加道路先验信息，并利用动态规划求解最优化方程，能够提高目标轨迹重构精度。

技术领域

本发明属于合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)地面动目标指示(Ground Moving Target Indication，GMTI)领域，涉及一种适用于曲线合成孔径雷达(Curve SAR，CSAR)的地面动目标轨迹重构(Ground Moving Target TrajectoryReconstruction，GMTTR)方法。

背景技术

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)是一种可对观测场景进行高分辨微波成像的雷达技术，起初，SAR的主要作用是获取观测场景的静止雷达图像。为了提高战场感知能力，人们希望SAR在完成静止目标成像侦察的同时，能够实现对地面动目标的侦察探测，即具有GMTI功能。SAR-GMTI能够同时完成对静止/运动目标成像侦察，极大的拓展了SAR技术的使用范围。动目标轨迹重构能够提供动目标运动状态的准确情报信息，是GMTI的重要研究内容之一。然而常规的SAR-GMTI系统采用正侧视直线飞行工作模式，不具备对动目标长时间观测能力，很难实现对动目标行驶轨迹重构功能。

CSAR是指雷达平台(或称雷达站)围绕观测场景做大曲线或宽角度圆弧运动，并且波束始终指向目标场景进行观测成像的雷达系统。CSAR具有长时间观测侦察区域的能力，相应的，CSAR-GMTI能够实现对场景内动目标长时间观测跟踪及轨迹重构。

CSAR特殊的工作模式在带来全方位观测优势的同时，也增加了系统探测几何的复杂性，如何在CSAR探测模式下实现动目标轨迹重构是一个亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于CSAR成像的地面动目标轨迹重构方法，以提高CSAR-GMTI性能及其实用价值。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案是：

一种适用于CSAR成像的地面动目标轨迹重构方法，包括以下步骤：

S1.对接收到的CSAR动目标回波信号进行距离脉压，将雷达的全孔径回波均匀划分为若干个子孔径回波，并将子孔径回波变换到距离多普勒域,通过多普勒滤波及恒虚警率检测实现动目标检测并获取动目标在RD域的位置；

S2.利用多目标跟踪算法实现不同子孔径下动目标关联，获取动目标在RD域的运动轨迹；

S3.将动目标RD域轨迹投影到道路网格，并使用动态规划算法(即DynamicProgramming,DP算法)实现动目标轨迹重构。

本发明，S1的实现方法如下：

已知CSAR发射信号中心频率为f_c，带宽为B。假设笛卡尔坐标系原点为探测场景中心，动目标运动速度以及位置分别为和其中t_a表示慢时间。雷达平台以速度围绕探测场景做曲线运动，慢时间t_a时刻的雷达平台的位置坐标为

设雷达发射信号为线性调频信号(Linear frequency modulation，LFM)，则接收到的CSAR动目标回波信号经正交解调及距离脉压后，表示为：