[发明专利]同轨双基SAR的动目标参数估计方法

摘要

本发明公开了一种同轨双基SAR的动目标参数估计方法，主要解决现有技术无法实现多普勒模糊条件下动目标的参数估计问题。其实现步骤是：(1)对不同通道双基SAR的雷达回波信号进行距离压缩；(2)利用DPCA方法对距离压缩后的信号进行杂波相消，获得稀疏的动目标信号；(3)对稀疏的动目标信号进行Radon变换，获得目标垂直航向速度和距离位置坐标；(4)利用动目标垂直航向速度进行距离单元徙动校正，同时补偿掉其引起的线性相位，消除多普勒中心频率模糊；(5)对消除了多普勒中心频率模糊的信号采用基于压缩感知理论的优化方法求解动目标的沿航向速度和方位位置。本发明能实现低PRF条件下双基SAR系统的动目标参数估计，可作用于动目标成像和目标跟踪。

主权项

1.一种同轨双基SAR的动目标参数估计方法，包括以下步骤：(1)对不同通道双基SAR的雷达回波信号进行距离压缩；(2)利用相位中心偏置方法DPCA对距离压缩后的信号进行杂波相消，获得稀疏的动目标信号s(t_k,t_m)，其中t_k为快时间，t_m为慢时间，利用能量平衡方法补偿稀疏动目标信号s(t_k,t_m)包络项中的线性分量和二次分量，得到动目标信号s₀(t_k,t_m)；(3)提取动目标信号s₀(t_k,t_m)的包络s₁(t_k,t_m)，对包络s₁(t_k,t_m)进行Radon变换，获得动目标的垂直航向速度v_yn和距离位置R_n；(4)利用动目标垂直航向速度进行距离单元徙动校正，同时补偿掉其引起的线性相位，消除多普勒中心频率模糊，得到消除多普勒中心频率模糊的信号s₂(t_k,t_m)；(5)构造冗余基矩阵Φ和观测矩阵ψ分别为：Φ=exp{jπγd(p)2[(tm-iΔt+M1Δt)2+(tm-iΔt-M1Δt)2]},]]>其中i＝1,…,M，p=1,…,N₀，N₀为方位调频率的搜索个数，M=T_a*PRF₁，T_a为合成孔径时间，PRF₁为不模糊的方位采样频率，γ_d为方位向的调频率，慢时间序列t_m=[1:M]·Δt，Δt=PRF₁^-1，M₁=h_x/[(v_a-v_x)·Δt]，h_x为基线长度的一半，v_a为雷达的运动速度，v_x为动目标沿航向的速度；其中，第i行、第j列的元素为1，其余元素均为零，j=(i-1)a+1，a=fix(PRF₁/PRF)，fix(·)表示朝零取整；(6)利用冗余基矩阵Φ和观测矩阵ψ来表示步骤(4)得到的消除了多普勒中心频率模糊的稀疏动目标信号s₂(t_k,t_m)，然后采用稀疏信号处理的优化方法获得动目标的散射系数向量x：argmin(||x||₁),s.t.s₂(t_k,t_m)=ψΦx，其中，||·||₁表示取1范数，min(·)为取最小函数。(7)将相量x转换为一个M行N₀列的矩阵，矩阵中非零位置点的横坐标即为动目标的沿航向速度v_xn，纵坐标为动目标的方位位置x_n，完成整个双基SAR动目标的参数估计过程。