[发明专利]基于单通道SAR的运动目标径向速度无模糊估计方法

说明书

技术领域

本发明属于运动目标检测技术领域，具体地说是一种利用单通道成像的地面运动目标径向速度无模糊估计方法，可用于运动目标成像和精确定位。

背景技术

在合成孔径雷达（synthetic aperture radar,SAR）-地面运动目标检测系统中，运动目标径向速度无模糊估计是实现运动目标成像和精确定位的必要前提。

运动目标径向速度无模糊估计分为多通道和单通道方法。多通道方法在沿航迹干涉系统构型下，通过多载频或多基线构造多组包含运动目标径向速度的干涉相位，利用不同载频或基线的参差关系解径向速度模糊。但多通道方法面临以下问题：系统实现成本较高，通道间误差和配准误差等非理想因素对估计性能影响较大。传统的单通道方法基于包络信息，利用距离走动与运动目标径向速度线性相关的思想，估计运动目标的径向速度。由于包络信息不受相位缠绕问题影响，所以估计的径向速度是无模糊的。在单通道SAR系统下，利用Radon变换通过二维搜索估计运动目标信号包络的斜率，可以实现运动目标径向速度无模糊估计。但基于包络信息的单通道估计方法存在以下三点问题：(1)由于目标包络信息并不敏感于运动目标参数，所以估计精度较低；(2)通过二维搜索估计参数，运算量较大；(3)二维搜索步长和参数估计精度需要折衷考虑。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提出一种基于单通道SAR的运动目标径向速度无模糊估计方法，以降低系统的实现成本和运算量，提高估计精度。

为实现上述目的，本发明的技术方案包括如下步骤：

(1)对利用单通道SAR接收的运动目标回波信号进行距离向脉压处理，得到运动目标距离脉压域信号其中，为快时间，t_m为慢时间；

(2)将运动目标距离脉压域信号经过距离向傅立叶变换，得到运动目标距离频率域信号S(f_r,t_m)，其中，f_r为距离频率；

(3)对运动目标距离频率域信号S(f_r,t_m)通过两视处理，得到第一视数信号S₁(f_r,t_m)和第二视数信号S₂(f_r,t_m)；对运动目标距离频率域的两视数信号再经过距离向逆傅里叶变换，得到运动目标距离脉压域的第一视数信号S₁(Δf,t_m)和第二视数信号S₂(Δf,t_m)，其中，Δf为距离频率域的频谱宽度；

(4)将运动目标距离脉压域的第一视数信号S₁(Δf,t_m)和第二视数信号S₂(Δf,t_m)分别通过方位向傅立叶变换转换到多普勒频域，并分别乘以第一视数信号的多普勒频域方位向匹配函数s_a1(Δf,f_d1)和第二视数信号的多普勒频域方位向匹配函数s_a2(Δf,f_d2)，得到运动目标多普勒频域的第一视数信号S₁(Δf,f_d1)和第二视数信号S₂(Δf,f_d2)，其中，f_d1和f_d2分别为运动目标多普勒频域的第一视数信号和第二视数信号的多普勒频率；

(5)将运动目标多普勒频域的第一视数信号S₁(Δf,f_d1)和第二视数信号S₂(Δf,f_d2)进行干涉处理，得到运动目标干涉结果ΔS为：