双基地前视合成孔径雷达地面动目标检测方法与成像方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103412310A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103412310103412310A(43)申请公布日2013.11.27(21)申请号201310377001.3(22)申请日2013.08.26(71)申请人电子科技大学地址611731四川省成都市高新区（西区）西源大道2006号(72)发明人李中余武俊杰黄钰林杨建宇杨海光(74)专利代理机构成都宏顺专利代理事务所(普通合伙)51227代理人周永宏(51)Int.Cl.G01S13/90(2006.01)G01S7/41(2006.01)权权利要求书7页利要求书7页说明书8页说明书8页附图6页附图6页(54)发明名称双基地前视合成孔径雷达地面动目标检测方法与成像方法(57)摘要本发明公开了一种双基地前视合成孔径雷达地面动目标检测方法及成像方法。本发明的检测方法首先利用Bulk-Deramp滤波消除多普勒模糊，降低多普勒调频率的空变，接着利用一阶Keystone变换完成静止目标和地面动目标的距离徙动校正，然后利用扩展方位非线性调频变标操作均衡静止目标的多普勒调频率，同时使地面动目标的多普勒调频率与静止目标调频率不同，最后构造二阶模糊函数积，完成地面动目标的检测并估计出地面动目标的多普勒调频率，解决了BFSAR在强杂波背景下动目标与静止目标难区分的问题；本发明的成像方法是在完成地面目标检测后，利用估计出的地面动目标多普勒调频率，对动目标回波实现聚焦，完成地面动目标的成像。CN103412310ACN10342ACN103412310A权利要求书1/7页1.一种双基地前视SAR动目标检测方法，具体包括如下步骤：步骤一：成像系统参数初始化，发射站初始位置坐标记为(0，yT，zT)，其中，0、yT和zT分别为发射站的x轴、y轴和z轴坐标；接收站初始位置坐标记为(x0，yR，zR)，其中，x0、yR和zR分别为接收站的x轴、y轴和z轴坐标；发射站速度为VT，接收站速度为VR，并均沿着y轴飞行；初始刻接收站和发射站波束中心同时指向参考目标Pt，其坐标为(x0，0，0)，设P(x，y)为成像区域中的任意点目标，若P(x，y)为地面动目标，则设其运动速度沿x轴和y轴的分量分别为vx和vy；目标P(x，y)到接收站和发射站的距离历史分别为：其中，rR为接收站到目标P(x，y)的最短斜距，rT为发射站到目标P(x，y)的最短斜距；η为方位向时间；ηR为接收站的零多普勒时间，ηT为发射站的零多普勒时间，且ηR＝(y-yR)/VR，ηT＝(y-yT)/VT；若P(x，y)为地面动目标，则rR为：其中，为初始时刻接收站到地面动目标P(x，y)的最短斜距；rT为：其中，为初始时刻接收站到目标P(x，y)的最短斜距；步骤二：获取BFSAR回波，并对回波进行距离向傅里叶变换，设BFSAR发射信号为脉冲线性调频信号：其中，f0为载频，Tp为脉冲宽度，τ为距离向时间，Kr为发射信号的时间调频斜率，rect[·]代表距离时间窗；任意点目标P(x，y)回波信号经解调至基带后，可表示为方位向时间η和距离向时间τ的表达式，记为S(η，τ；x，y)，其中，σ(x，y)为目标P(x，y)的后向散射系数，c为光速，λ为发射信号载波波长，ω[·]为方位时间窗，ηcb为波束中心时刻；对S(η，τ；x，y)进行距离向傅里叶变换，变换后的数据记为S(η，f；x，y)，其中，St(f)为发射信号St(τ)的频谱，f为距离向频率；步骤三：Bulk-Deramp滤波2CN103412310A权利要求书2/7页将双基距离历史RR(η)+RT(η)在合成波束中心时刻ηcb沿泰勒级数展开：其中，Rbi0为发射站与接收站在ηcb时刻的双基距离总和；R′bi，R″bi分别表示ηcb时刻双基距离历史的一阶导数和二阶导数；将上述泰勒级数展开代入步骤二中的S(η，f；x，y)，可得：构造Bulk-Deramp滤波函数：其中，N为参考目标多普勒调频率的多普勒模糊数，PRF为脉冲重复频率，round[·]为取整运算，θsRref，θsTref分别为关于参考目标点接收站与发射站的斜视角；将得到的S(η，f；x，y)乘以HDeramp，滤波后的数据记为S1(η，f；x，y)，其中，R′bires＝R′bi-N·PRF·λ为双基距离和的残余一阶系数；步骤四：一阶Keystone变换，对步骤三得到的S1(η，f；x，y)进行Keystone变换，具体采用一阶Keystone变换，变换关系为：其中，ηk为一阶Keysone变换后新的方位向时间，变换后的数据记为S2(ηk，f；x，y)，步骤五：距离压缩并进行距离向傅里叶逆变换，利用距离压缩函数对步骤四处理后的数据S2(ηk，f；x，y)进