[发明专利]一种机载多通道CSSAR地面加速目标运动参数估计方法

说明书

本发明公开了一种机载多通道CSSAR地面加速目标运动参数估计方法，首先获得多通道CSSAR系统相邻两通道的原始数据域目标信号的ATI相位；然后利用分数阶傅里叶变换FrFT的方法对目标进行基带多普勒中心估计并在方位时域‑距离频域进行基带多普勒中心补偿，在二维频域通过相位相乘实现目标成像，从而获得目标位于SAR图像中的位置信息；接下来利用最小二乘的方法拟合ATI相位历程的斜率，得到沿航向速度vsubgt;ta/subgt;的估计值；再估计多普勒模糊数M并得到径向速度vsubgt;tr/subgt;的估计值；之后获得目标沿x轴和y轴的初速度vsubgt;x/subgt;和vsubgt;y/subgt;的估计值；最后获得目标沿x轴和y轴的加速度asubgt;x/subgt;和asubgt;y/subgt;的估计值。本发明实现了对目标速度和加速度的准确估计，有助于突破地面加速目标运动参数估计这个SAR‑GMTI领域的难点问题。

技术领域

本发明属于雷达信号处理技术领域，具体涉及一种地面加速目标运动参数估计方法。

背景技术

机载圆轨迹条带合成孔径雷达(Circular Stripmap Synthetic ApertureRadar，CSSAR)是一种较新型的机载SAR。它具有重访周期短、观测范围广等优点，适合用于空对地广域侦察和地面运动目标指示(Ground Moving Target Indication，GMTI)。但雷达的圆迹运动也导致在目标相位历程中，目标的位置、速度和加速度之间出现耦合，使得机载CSSAR下的地面运动目标参数估计比较困难，适用于常规的机载直线轨迹SAR的地面运动目标参数估计方法也因此无法直接用于机载CSSAR。

高分辨是SAR的一个重要发展趋势，有利于获得目标更详细的信息，能够大大增强SAR对观测场景的信息获取能力。但分辨率的提高也会导致合成孔径时间变长，较长的合成孔径时间会导致目标的加速度和目标距离方程的高阶项无法忽略，从而增加了地面运动目标参数估计方法设计的难度。因此，迫切需要研究能用于机载CSSAR的精确的运动参数估计方法。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种机载多通道CSSAR地面加速目标运动参数估计方法，首先获得多通道CSSAR系统相邻两通道的原始数据域目标信号的ATI相位；然后利用分数阶傅里叶变换FrFT的方法对目标进行基带多普勒中心估计并在方位时域-距离频域进行基带多普勒中心补偿，在二维频域通过相位相乘实现目标成像，从而获得目标位于SAR图像中的位置信息；接下来利用最小二乘的方法拟合ATI相位历程的斜率，得到沿航向速度v_ta的估计值；再估计多普勒模糊数M并得到径向速度v_tr的估计值；之后获得目标沿x轴和y轴的初速度v_x和v_y的估计值；最后获得目标沿x轴和y轴的加速度a_x和a_y的估计值。本发明实现了对目标速度和加速度的准确估计，有助于突破地面加速目标运动参数估计这个SAR-GMTI领域的难点问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括如下步骤：

步骤1：获得多通道CSSAR系统相邻两通道的原始数据域目标信号的ATI相位；

步骤2：利用分数阶傅里叶变换FrFT的方法对目标进行基带多普勒中心估计并在方位时域-距离频域进行基带多普勒中心补偿，在二维频域通过相位相乘实现目标成像，从而获得目标位于SAR图像中的位置信息；

步骤3：利用最小二乘的方法拟合ATI相位历程的斜率，并利用步骤2中获得的目标位于SAR图像中的位置信息，得到沿航向速度v_ta的估计值；

步骤4：估计多普勒模糊数M并利用步骤2中获得的基带多普勒中心得到径向速度v_tr的估计值；