[发明专利]基于GPS导航信号的无源多基地高分辨成像方法

权利要求书

1.一种基于GPS导航信号的无源多基地高分辨成像方法，其特征在于，该方法步骤如下：

第一步，建立双基地散射中心模型，推导出基于导航信号的无源雷达散射回波的稀疏表示模型；

第二步，将导航卫星和每一个接收机看作一组双基地雷达，对于每个接收机接收到的目标散射回波应用数据融合技术重构出缺失频带或视角的数据；

第三步，基于重构得到的缺失频带或视角的回波数据进行成像。

2.根据权利要求1所述的基于GPS导航信号的无源多基地高分辨成像方法，其特征在于：第一步所述的双基地散射中心模型和基于导航信号的无源雷达散射回波的稀疏表示模型按照下式进行：

其中E为目标散射场，c为光速，将代入上式得基于导航信号的无源雷达回波信号的频域表达式：

其中，第k个强散射中心坐标(x_k,y_k)，对应的散射系数为A_k，K为目标强散射点个数，θ₁表示导航卫星视线与x轴的夹角，θ₂是接收雷达视线与x轴的夹角，T_c是码元宽度，τ_k为第k个强散射中心的延迟时间，f_c是载频，l为码元个数，L是码长，C_l∈[-1,1]为C/A码序列的取值，f＝f₀+nΔf，f₀为发射机工作频段的起始频率，s_r(t)为基于导航信号的无源雷达的回波信号。

3.根据权利要求1所述的基于GPS导航信号的无源多基地高分辨成像方法，其特征在于：第二步将每个接收机接收到的目标散射回波进行幅相补偿，再应用数据融合技术重构回波，具体如下：

假设第一部接收雷达接收的回波数据为Y₁，对应的稀疏基矩阵为Ψ₁，对应的视角采样数为M，第二部接收雷达接收的回波数据为Y₂，对应的稀疏基矩阵为Ψ₂，视角采样数为M，σ为对应的稀疏系数列向量，则根据压缩感知理论需要求解的矩阵方程为：

对接收到的回波数据随着频率的变化一一进行幅相补偿；由于C/A码的各项参数均已知，所以可以构造一组幅相补偿序列A(f)：

而且Ψ₁和Ψ₂的对应的幅相补偿序列仅是上式中频率f、中心频率f_c、码元宽度T_c不同；

对接收雷达的散射回波和稀疏基矩阵做幅相补偿为：

所以，需要求解的矩阵方程经过幅相补偿为：

4.根据权利要求1所述的基于GPS导航信号的无源多基地高分辨成像方法，其特征在于：第三步对重构信号进行二维成像：

其中，S₀(t-τ₀)为导航卫星的本振信号经过延迟τ₀后的信号；S_r(t)为接收机接收到的回波，τ为发射机到目标以及目标到接收机的距离所对应的时间延迟；为接收机接收到的回波信号的共轭；S_m(τ,τ₀)为导航信号的自相关结果。