[发明专利]星载SAR-GMTI运动目标几何定位方法

说明书

本发明提供一种星载SAR‑GMTI运动目标几何定位方法，涉及SAR信号处理领域，包括：获取当前时刻运动目标的第一方位像点坐标、第一距离像点坐标、径向速度和方位向速度；根据第一方位像点坐标和径向速度计算重定位后的第二方位像点坐标；根据第一距离像点坐标和第二方位像点坐标计算运动目标的第一大地坐标；根据第二方位像点坐标、第一距离像点坐标、径向速度和方位向速度获取运动目标经过预设时间后的第三方位像点坐标和第二距离像点坐标；根据第二距离像点坐标和第三方位像点坐标计算运动目标的第二大地坐标；根据第一大地坐标和第二大地坐标之间的相对位置矢量计算运动目标的速度矢量。该方法同时解决了运动目标位置、速度定位需求。

技术领域

本发明涉及合成孔径雷达信号处理技术领域，尤其涉及一种星载SAR-GMTI运动目标几何定位方法。

背景技术

合成孔径雷达地面运动目标检测（Synthetic Aperture Radar- Ground MovingTarget Indication，SAR-GMTI）采用方位多通道技术，可以获得沿方位分布的多个天线相位中心的等效单通道回波数据，将单通道的回波数据单独成像后，对各个通道图像数据进行相位补偿和相干叠加，可以消除地面静止场景的回波，得到地面运动目标位置和速度信息。星载SAR-GMTI利用全球性、全天时、全天候等探测优点，可以实现重点区域运动目标探测和态势感知，是星载SAR发展的一个新的方向。

在面向实际应用时，使用者一般需要的是经过几何校正和地图投影后的地理坐标系下的位置和速度。在机载SAR中，斜距平面到地距平面投影关系相对直观和简单，根据地面入射角就可以将斜距平面内的位置和速度投影到地理坐标系下，得到地理坐标系下的大地经度、大地纬度、速度大小和方向。在星载SAR中，受到地表曲率和轨道弯曲的影响，斜距平面和地距平面的转换关系相对复杂，需要进行几何定位。现有的星载SAR静止场景几何定位方法有两种，一种可以利用距离-多普勒定位方程直接计算像点坐标和大地坐标（经度、纬度、高程）之间的对应关系，另一种可以利用有理多项式（RPC）模型间接拟合像点坐标和大地坐标（经度、纬度、高程）之间的多项式关系。然而，这些方法无法建立速度的投影关系，不适于星载SAR-GMTI运动目标几何定位，公开技术中也没有进一步给出针对星载SAR-GMTI运动目标的几何定位的方法。

发明内容

鉴于上述技术问题，本发明一方面提供一种星载SAR-GMTI运动目标几何定位方法，包括：获取当前时刻运动目标的第一方位像点坐标、第一距离像点坐标、径向速度和方位向速度；根据第一方位像点坐标和径向速度计算重定位后的第二方位像点坐标；根据第一距离像点坐标和第二方位像点坐标计算运动目标的第一大地坐标；根据第二方位像点坐标、第一距离像点坐标、径向速度和方位向速度获取运动目标经过预设时间后的第三方位像点坐标和第二距离像点坐标；根据第二距离像点坐标和第三方位像点坐标计算运动目标的第二大地坐标；根据第一大地坐标和第二大地坐标之间的相对位置矢量计算运动目标的速度矢量。

进一步地，根据第一方位像点坐标和径向速度计算重定位后的第二方位像点坐标，具体包括：根据星载SAR-GMTI的产品文件计算运动目标所在距离单元的多普勒调频率；根据径向速度计算运动目标的多普勒中心频率偏置；基于上述多普勒调频率和多普勒中心频率偏置对第一方位像点坐标进行重定位，得到第二方位像点坐标。

进一步地，基于上述多普勒调频率和多普勒中心频率偏置对第一方位像点坐标进行重定位，具体包括：根据