[发明专利]基于二维速度搜索的星载SAR运动目标检测方法

权利要求书

1.一种基于二维速度搜索的星载SAR运动目标检测方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1，对雷达接收的回波进行距离向脉冲压缩，得到回波s(t,τ)，t是方位向的慢时间变量，τ是距离向的快时间变量；

步骤2，将距离向脉冲压缩后的回波s(t,τ)进行方位向FFT得到回波数据s(f_a,τ)，f_a为方位向频率；

步骤3，遍历一个间隔均匀的二维数组记为v_x(m)、v_y(n)，其中v_x(m)代表第m个方位向搜索速度，v_y(n)代表第n个距离向搜索速度，具体步骤如下：

步骤3-1，根据v_x(m)、v_y(n)计算得出搜索速度下的多普勒中心频率f_dc，多普勒调频率K_a；

所述多普勒中心频率多普勒调频率其中r₀为景中心斜距，v为雷达有效速度，y₀表示运动目标初始时刻在距离向的位置；

步骤3-2，依据f_dc、K_a求解距离徙动量Δr，从而对s(f_a,τ)进行距离线性插值运算，求出信号在每个τ+2Δr/c时刻的值，并以此替换原τ时刻的数据值，得到校正后的回波数据s′(f_a,τ)；

所述依据f_dc、K_a求解距离徙动量Δr包括：将r(t)结合f_dc、K_a进一步表示为依据方位向慢时间与多普勒频率之间的关系：t＝(f_a-f_dc)/K_a，代入距离徙动量Δr＝r(t)-r₀中得到多普勒域中距离徙动量表达式：

步骤3-3，经过距离徙动校正后，此时的数据时域表达式变为：

s(t,τ)＝σB_rW_a(t)exp[-j4πr₀/λ]exp(jπK_at²)exp(j2πf_dct)sinc{πB_r[τ-2r₀/λ]}

静止目标时f_dc＝0，忽略f_dc的影响，设计方位向匹配滤波器的时域表达式为：

其中rect(·)为矩形函数，T_a表示合成孔径时间；

由于此时仍处于多普勒域，所以输出回波数据s_out(f_a,τ)＝s′(f_a,τ)·FFT[H_a(t)]，再经过方位向IFFT将数据变换回方位向时域，得到匹配后的复图像；

所述步骤3-3包括：

修正方位向匹配滤波器表达式：

步骤4，根据遍历，重复步骤3-1至3-3，直到整个设置的二维速度搜索完毕，得出m×n幅复图像，提取不同搜索速度下的运动目标的最强幅度值，用于恒虚警检测。

2.根据权利要求1所述的基于二维速度搜索的星载SAR运动目标检测方法，其特征在于，所述步骤1中距离向脉冲压缩是完成以下运算：

s(t,τ)＝σB_r·W_a(t)exp[-j4πr(t)/λ]sinc{πB_r[τ-2r(t)/c]}，

其中，s(t,τ)为经过距离向脉冲压缩后的点目标回波数据，t是方位向的慢时间变量，τ是距离向的快时间变量，σ是点目标的后向散射系数，B_r是距离向带宽，W_a(t)表示雷达天线增益，exp(·)为指数函数，sinc(·)为辛格函数，j表示虚数且有j²＝-1，λ表示波长，c是光速，r(t)表示雷达与运动目标的距离。