[发明专利]一种机载三通道SAR‑GMTI的精确定位方法

摘要

本发明公开了一种三通道SAR‑GMTI的精确定位方法，其主要思路是先通过对机载三通道SAR的通道接收的原始动目标的回波信号依次进行距离脉冲压缩处理、常规的运动误差补偿、通道均衡处理，然后根据中心相位偏置(DPCA)技术对依次经过距离脉冲压缩、常规的运动误差补偿、通道均衡处理后的各个通道进行时移配准，并对时移配准后的各个通道信号，分别进行两两通道信号对消，得到第一动目标信号和第二动目标信号，对第一动目标信号和第二动目标信号分别进行相位补偿和距离徙动补偿，再分别经过干涉处理，得到原始动目标的精聚焦成像位置，并将该原始动目标的精聚焦成像位置在所在场景中进行标注。

主权项

一种机载三通道SAR‑GMTI的精确定位方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，分别获取三通道SAR雷达的第一通道信号、第二通道信号和第三通道信号，再依次得到第一通道信号与第二通道信号相减后的对消通道T12的第一动目标信号s12(t，ta)、第二通道信号与第三通道信号相减后的对消通道T23的第二动目标信号s23(t，ta)；其中，t表示方位快时间，ta表示方位慢时间；步骤2，分别提取对消通道T12的第一动目标信号s12(t，ta)沿方位时间的相位，和对消通道T23的第二动目标信号s23(t，ta)沿方位时间的相位，得到原始动目标的沿方位时间的干涉相位其中，t表示方位快时间，ta表示方位慢时间；步骤3，利用原始动目标的沿方位时间的干涉相位构造原始动目标的精确干涉相位补偿函数H1为：H1=exp(j2πλvr(ta)dv)]]>再根据精提取的沿方位时间的干涉相位和等式得到原始动目标垂直速度υr(ta)，并将原始动目标垂直速度υr(ta)沿方位慢时间ta积分，得到原始动目标的距离徙动补偿函数H为：H=exp(j4πc(fc+fr)∫vr(ta)dta)]]>其中，c表示光速，fc表示机载三通道雷达的发射信号载频，fr表示脉冲重复频率，vr(ta)表示原始动目标的垂直速度；步骤4，对第一动目标信号s12(t，ta)作距离傅里叶变换到距离频域后，得到第一动目标距频信号再将第一动目标距频信号原始动目标的精确干涉相位补偿函数H1、原始动目标的距离徙动补偿函数H三者相连乘后，得到第一动目标距频补偿信号s′12(t，ta)；对第二动目标信号s23(t，ta)作距离傅里叶变换到距离频域，得到第二动目标距频信号再把第二动目标距频信号原始动目标的精确干涉相位补偿函数H1的共轭、原始动目标的距离徙动补偿函数H三者相连乘后，得到第二动目标距频补偿信号s′23(t，ta)；最后，对第一动目标距频补偿信号s′12(t，ta)和第二动目标距频补偿信号s′23(t，ta)分别作距离向逆快速傅里叶变换到距离时域，分别得到第一动目标距离时域补偿信号和第二动目标距离时域补偿信号即分别完成第一动目标信号s12(t，ta)的距离徙动补偿和第二动目标信号s23(t，ta)的距离徙动补偿；其中，t表示方位快时间，ta表示方位慢时间；步骤5，在第一动目标距离时域补偿信号和第二动目标距离时域补偿信号中，任选其中一个动目标距离时域补偿动信号，通过取相角操作直接提取该动目标距离时域补偿信号所在距离单元的方位相位φj′(ta)；其中，j表示第几动目标距离时域补偿信号，j∈{1，2}，t表示方位快时间，ta表示方位慢时间；步骤6，将提取的方位相位φj′(ta)进行多项式拟合，分离出指数项高于二次的相位项部分，利用该指数项高于二次的相位项部分与第一动目标距离时域补偿信号和第二动目标距离时域补偿信号分别相乘，分别得到完成方位高次相位补偿的第一动目标距离时域补偿信号和完成方位高次相位补偿的第二动目标距离时域补偿信号；其中，j表示第j动目标距离时域补偿信号，j∈{1，2}，t表示方位快时间，ta表示方位慢时间；步骤7，利用距离多普勒成像算法，对完成方位高次相位补偿的第一动目标距离时域补偿信号和完成方位高次相位补偿的第二动目标距离时域补偿信号分别进行成像处理，分别得到第一动目标精聚焦成像位置和第二动目标精聚焦成像位置；步骤8，通过干涉处理提取第一动目标精聚焦成像位置的第一聚焦剩余干涉相位，再通过干涉处理提取第二动目标精聚焦成像位置的第二聚焦剩余干涉相位，并根据以下换算公式分别计算得到第一动目标精聚焦成像位置的第一聚焦剩余干涉相位对应的第一位置误差、第二动目标精聚焦成像位置的第二聚焦剩余干涉相位的第二位置误差；再利用第一动目标精聚焦成像位置的第一聚焦剩余干涉相位对应的第一位置误差补偿第一动目标精聚焦成像位置，利用第二动目标精聚焦成像位置的第二聚焦剩余干涉相位对应的第二位置误差补偿第二动目标精聚焦成像位置；经过第一位置误差补偿的第一动目标精聚焦成像位置，与经过第二位置误差补偿的第二动目标精聚焦成像位置相减后，得到原始动目标的精聚焦成像位置，即所要确定的动目标准确定位位置，并将该原始动目标的精聚焦成像位置在所在场景中进行标注；其中，表示第k动目标精聚焦成像位置的第k聚焦沿方位时间的干涉相位，Xk表示第k动目标精聚焦成像位置的第k聚焦沿方位时间的干涉相位对应的第k位置误差，Rbk表示第k动目标精聚焦成像位置所在的对消通道到第k动目标精聚焦成像位置的瞬时斜距，下标k∈{1，2}，λ表示机载三通道SAR接收到的回波信号波长，d表示机载三通道SAR的天线间距。