[发明专利]一种C波段星载合成孔径雷达运动目标成像方法

权利要求书

1.一种C波段星载合成孔径雷达运动目标成像方法，其特征在于，包括：

S1，接收原始回波数据，利用SAR距离徙动成像算法对原始回波数据进行成像处理，提取包含运动目标信息的散焦的ROI复图像数据矩阵S₀，初始化目标在方位向和距离向的等效运动参数α和β；

S2，利用等效运动参数α和β构造聚焦算子Γ(·)，基于所述ROI复图像数据矩阵S₀和所述聚焦算子Γ(·)建立压缩感知稀疏重构模型，采用软阈值迭代算法重建模型稀疏解X；

S3，建立最小误差模型，利用所述模型稀疏解X更新等效运动参数α和β；

S4，判定所述等效运动参数α和β满足算法终止条件，输出稀疏解幅度矩阵|X|；

其中，所述S2中利用等效运动参数α和β构造聚焦算子Γ(·)具体包括：

S21，对ROI数据矩阵S₀沿着距离向和方位向作二维离散傅里叶变换(2D-DFT)，获取二维频域数据矩阵S₁，

S₁＝F_r·S₀·F_a

其中F_r表示距离向DFT变换矩阵，F_a表示方位向DFT变换矩阵；

S22，利用等效运动参数构造相位补偿矩阵H，矩阵H中各元素H(k,n)通过公式

表示，

其中，其中j为虚数单位，R_ref为SAR与目标间的参考距离，c为电磁波传播速度，f_c为载波频率，V为SAR平台速度，f_r是一个N_r×1的向量，表示距离向频率，f_a是一个N_a×1的向量，表示方位向频率；

S23，通过公式：

构造聚焦算子Γ(·)，其中聚焦算子Γ(·)表示从ROI数据矩阵S₀到聚焦结果矩阵X^(p)的处理过程，其中为F_r的逆矩阵，为F_a的逆矩阵，为两个矩阵的Hadamard积。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S4中还包括，判定所述等效运动参数α和β不满足算法终止条件时，重复执行步骤S2和S3。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S4中终止条件为：

(|α|＜η_α)&(|β|＜η_β)

其中&表示逻辑与操作，η_α和η_β为预设阈值参数，α和β为步骤S3中利用所述模型稀疏解X更新等效运动参数α和β。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2中基于所述ROI复图像数据矩阵S₀和所述聚焦算子Γ(·)建立压缩感知稀疏重构模型，采用软阈值迭代算法重建模型稀疏解X具体包括：

S24，根据所述聚焦算子Γ(·)构造聚焦逆算子Γ^-1(·)；

S25，建立压缩感知稀疏重构模型，采用软阈值迭代算法求解公式：

所示的L₁范数优化问题恢复出模型稀疏解X^(p)，其中λ＞0，为正则化参数。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述采用软阈值迭代算法求解X^(p)的步骤具体为：

设置算法终止系数ε，将聚焦结果矩阵X^(p)初始化为N_r×N_a的全零矩阵；

利用软阈值函数

更新稀疏解，式中，l表示迭代次数，soft(·)为对矩阵每一个元素按软阈值函数取值；

更新残差矩阵，使得

当满足时，终止算法，输出模型稀疏解

其中，||·||₂表示计算矩阵的l₂范数。