[发明专利]一种高速平台SAR慢速动目标检测与速度估计方法

说明书

本发明公开了一种高速平台SAR慢速动目标检测与速度估计的方法，它是首先采用双向SAR成像模式同时得到前后视两幅SAR图像，然后通过由前后波束时间延迟和成像失配造成的动目标在前后视两幅SAR图像的方位偏移来检测慢速运动目标，并通过动目标的方位像素偏移量粗略估计动目标方位向速度，最后采用迭代重聚焦的方法进一步提高方位速度估计的精度。本发明不仅可以实现高速平台SAR对慢速动目标的检测和速度估计，还可以对动目标进行重聚焦，为后续的动目标识别提供良好的数据基础。与传统的单通道动目标检测方法，本发明可以检测出频谱淹没在杂波谱中的慢速运动目标。提高慢速动目标的检测概率。

技术领域

本发明属于雷达信号处理技术领域，特别涉及一种高速平台合成孔径雷达运动目标指示(Synthetic Aperture Radar-Ground Moving Target Indication，SAR-GMTI)的方法。

背景技术

合成孔径雷达地面运动目标指示(SAR-GMTI)技术可以检测地面动目标并对其进行参数估计和定位。高速平台SAR由于平台运动速度高，使得其具有不易被干扰和快速到达感兴趣区域的优势，是近年来的研究热点。然而目前对高速平台SAR成像的方法研究得不少，详见文献“Wang Y,Cao Y,Peng Z,et al.Clutter suppression and moving targetimaging approach for multichannel hypersonic vehicle borne radar.DigitalSignal Processing,2017,68:81-92.”，但是对高速平台SAR-GMTI方法的研究并不多，因此亟需对高速平台下的SAR-GMTI方法展开研究。

传统的单通道SAR-GMTI主要采用滤波的方法检测动目标，但是它只能检测到频谱全部或者部分落在杂波谱之外的运动目标，对频谱完全淹没在杂波谱之内的慢动目标的检测，传统的单通道方法一般难以检测，详见文献“田斌,朱岱寅,吴迪,等.一种基于多级维纳滤波的多通道SAR动目标检测算法.电子与信息学报,2011,33(10):2420-2426.”。

双通道SAR-GMTI方法主要有偏置相位中心天线(Displacement Phase CenterAntenna，DPCA)技术和沿航迹向干涉处理(Along-Track Interferometry，ATI)技术。基于DPCA的动目标检测方法主要是通过增加空域信息，利用天线相位中心补偿原理，使系统在不同时域、不同空域获得相同杂波信息，从而补偿掉因平台运动而造成的杂波谱展宽，保留动目标信息，实现动目标检测，详见文献“穆慧琳，多通道SAR动目标检测方法研究，哈尔滨工业大学硕士论文，2016”。然而DPCA技术需要满足一定的条件，高速平台下这些条件很难被满足，因此会影响杂波对消的性能，使得慢速动目标难以被检测。不仅如此，在速度估计方面，双通道DPCA方法多采用估计动目标多普勒调频斜率和多普勒中心频率的方法估计动目标的运动参数，详见文献“Li Y,Wang T,Liu B,et al.Ground Moving Target Imagingand Motion Parameter Estimation With Airborne Dual-Channel CSSAR.IEEETransactions on GeoscienceRemote Sensing,2017,PP(99):1-12.”，然而光靠多普勒调频斜率和多普勒中心频率并不能完成对动目标的测速与定位，想要完成测速和定位的任务需要三个通道的回波数据，详见“孙华东，多通道SAR地面运动目标检测与参数估计研究，哈尔滨工业大学博士论文，2009”，将大大增加系统开销。