[发明专利]基于VSAR系统的动目标重定位与速度解模糊方法

说明书

技术领域

本发明属于信号处理技术领域，主要涉及杂波背景下动目标检测定位与参数估计问题，尤其涉及机载雷达在强地杂波干扰环境中检测地面运动目标这一方向。具体是一种基于VSAR系统的动目标重定位与速度解模糊方法。本发明主要用于实现机载雷达动目标检测问题，能够有效地提高目标检测概率和定位精度，实现快速目标速度解模糊处理，实现目标的正确定位。

背景技术

高速运动平台SAR-GMTI技术在军事和民用上具有重要的使用价值和广阔的应用前景，是世界各国雷达技术研究的热门领域。相比单通道SAR-GMTI系统而言，多通道SAR-GMTI系统可以有效地抑制杂波，实现低信噪比下慢速运动目标检测。目前，基于多通道SAR-GMTI系统的信号处理方法，如相位中心偏置天线(DPCA：Displaced Phased Center Antenna)、沿航迹干涉(ATI：Along track Interferometry)、空时自适应处理(STAP：Space-Time Adaptive Processing)、线性速度SAR处理(VSAR)等方法，具有良好的杂波抑制和微弱慢速运动目标检测能力，在战争中发挥了重要作用，在各地掀起了有关方面的研究热潮，有力地推动了SAR-GMTI技术的发展与应用。

VSAR系统通常采用沿航迹向的均匀线阵，对每个阵元分别进行SAR成像处理，对多幅SAR图像的对应像素矢量进行FFT变换，得到多幅变换域图像，这些图像分别对应杂波和不同速度的动目标，系统的检测性能主要受FFT分辨力限制。

针对基于VSAR系统的动目标检测问题，目前已有的方法主要有：

1.B.Friedlander和B.Porat发表于1997年IEEE Proc.Inst.Electr.Eng.Radar，Sonar Navigate上的《VSAR：a high resolution radar system for detection of moving targets》，提出利用FFT变换实现动目标检测，速度估计性能差。

2.邵娟等发表于2000年北京理工大学学报上的《伯格谱估计方法在VSAR中的应用》，针对VSAR中速度估计精度较低等问题，采用伯格法对相位信息进行处理提取速度信息，但伯格法的代价是牺牲阵列的有效孔径，可能会出现虚假谱峰，估计精度不高。

3.许稼等发表于2008年IEEE TRANSACTIONS ON GEOSCIENCE AND REMOTESENSING上的《Parametric Velocity Synthetic Aperture Radar：Signal Modeling and Optimal Methods》中，采用最大似然法(ML：Maximum likelihood)有效提高了速度估计精度，但最大化似然函数所需运算量巨大。

4.左渝等发表于2009年雷达科学与技术上的《基于混合积累的VSAR地面运动目标检测和定位》，提出了基于距离-多普勒-速度域混合积累的VSAR处理方法。

5.赵军等发表于2010年雷达科学与技术上的《一种VSAR地面目标估计和定位新方法》，提出基于改进Radon变换的目标径向速度估计新方法实现多普勒解模糊和方位定位，如何确定隐身的阈值或指标仍亟待解决。

目前尚无一种基于VSAR系统的能够有效改善目标速度估计精度和定位精度，同时能够实现快速运动目标的解模糊处理，提高解模糊的正确概率并且减少计算量的动目标重定位与速度解模糊方法。

本发明项目组对国内外专利文献和公开发表的期刊论文检索，再尚未发现与本发明密切相关和一样的报道或文献。

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提出了一种通过子空间拟合法和多视差频法的级联处理实现速度解模糊和正确定位，提高了测速精度和定位精度的基于VSAR系统的动目标重定位与速度解模糊方法。

为实现上述目的，本发明针对雷达探测地面运动目标的过程中对快速目标速度模糊进行解模糊处理，对慢速目标需要提高微弱慢速目标的检测能力，实现目标的重新定位，基于VSAR系统的动目标重定位与速度解模糊的实现过程包括如下步骤：

步骤1：将均匀线阵的M个阵元接收数据分别进行距离脉压、距离徙动校正和方位聚焦，得到二维聚焦的SAR图像，动目标信号表示为：