一种高低轨视频SAR动目标跟踪方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111580106A(43)申请公布日2020.08.25(21)申请号202010499371.4(22)申请日2020.06.04(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)发明人曹建蜀蔡雪莲张顺生陈江宁康慧(74)专利代理机构成都正华专利代理事务所(普通合伙)51229代理人陈选中(51)Int.Cl.G01S13/90(2006.01)G01S13/66(2006.01)G01S7/41(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图5页(54)发明名称一种高低轨视频SAR动目标跟踪方法(57)摘要本发明公开了一种高低轨视频SAR动目标跟踪方法，通过用局部最小熵方法选取速度导致图像的熵在可选速度范围内使得熵达到最小的时候，得到聚焦效果好且混乱度小的图像，从而明确动目标的方位向速度，规避在高低轨异构的双基模式下导致成像发生距离徙动和散焦；通过匹配滤波函数和方位向偏移对聚焦成像结果进行重定位，解决频域成像中运动目标的速度导致目标的成像位置和实际的位置有出入的问题；同时，本发明考虑到了慢速目标可能淹没于静止杂波的频谱中，利用双通道DPCA可以保留这些淹没于杂波区的运动目标并同时抑制杂波，实现检测与跟踪。CN111580106ACN111580106A权利要求书1/3页1.一种高低轨视频SAR动目标跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、对动目标接收机接收到的回波信号进行回波分帧，得到多帧回波信号；S2、根据多项式距离模型，对多帧回波信号中每一帧回波信号采用双基RD算法进行成像，得到多帧SAR目标图像；S3、将经后通道得到的多帧SAR目标图像进行通道配准，得到后通道配准的多帧SAR目标图像；S4、通过DPCA检测滤除通道配准的多帧SAR目标图像和经前通道得到的多帧SAR目标图像中的静止目标杂波，得到多帧动目标的位置；S5、将后通道配准的多帧SAR目标图像和经前通道得到的多帧SAR目标图像进行干涉相位计算，得到动目标的距离向速度；S6、采用局部最小熵方法对多帧动目标的位置进行方向速度搜索，得到动目标的方位向速度；S7、根据动目标的方位向速度和动目标的距离向速度，得到动目标的轨迹，实现SAR动目标跟踪。2.根据权利要求1所述的高低轨视频SAR动目标跟踪方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下分步骤：S11、通过高轨道卫星向动目标发射回波信号，低轨道动目标的接收机前后通道接收回波信号；S12、对回波信号进行下变频和去载波处理，得到中频回波信号；S13、对中频回波信号采用双基模式下的帧率、方位分辨率和载波频率进行回波信号分帧，得到多帧回波信号。3.根据权利要求2所述的高低轨视频SAR动目标跟踪方法，其特征在于，所述步骤S12中接收机前后通道接收到的中频回波信号分别为：其中，s1(tr,η)为前通道的中频回波信号，s2(tr,η)为后通道的中频回波信号，fc为载波频率，c为光速，R1(η)为η时刻前通道所在接收阵面与动目标的距离历史，R2(η)为η时刻后通道所在接收阵面与动目标的距离历史，Kr为距离向调频率，tr为距离快时间，η为方位慢时间。4.根据权利要求2所述的高低轨视频SAR动目标跟踪方法，其特征在于，所述步骤S13中多帧回波信号为：2CN111580106A权利要求书2/3页其中，为前通道中第k帧的回波信号，为后通道中第k帧的回波信号，tr为距离快时间，ηk为第k帧回波信号的方位慢时间，Δη为变化时间，fc为载波频率，c为光速，R1(ηk+Δη)为ηk+Δη时刻前通道所在接收阵面与动目标的距离历史，R2(ηk)为ηk时刻后通道所在接收阵面与动目标的距离历史，Kr为距离向调频率，tr为距离快时间，η为方位慢时间。5.根据权利要求1所述的高低轨视频SAR动目标跟踪方法，其特征在于，所述步骤S2中多帧SAR目标图像包括前通道的多帧SAR目标图像和后通道的多帧SAR目标图像；所述前通道的多帧SAR目标图像和后通道的多帧SAR目标图像为：其中，为前通道的第k帧SAR目标图像，为后通道的第k帧SAR目标图像，C为常数项系数，λ为波长，为第k帧的距离向速度，Δη为变化时间，c为光速，Kr为距离向调频率，Tr为脉冲持续时间，tr为距离快时间，R0为低轨参考斜距，RG0为高轨参考斜距，Ts为第k帧的孔径时间，VL为低轨接收机的速度，VG为高轨发射机的速度，ηk为第k帧回波信号的方位慢时间。6.根据权利要求1所述的高低轨视频SAR动目标跟踪方法，其特征在于，所述步骤S5中进行干涉相位计算的方程组为：3CN111580106A权利要求书3/3页其中，i(ηk)为第k帧干涉图像，ηk为第k帧回波信号的方位慢时间，C为常数项系数，