[发明专利]一种基于跟踪的运动目标高分辨合成孔径雷达成像算法

说明书

本发明涉及一种基于跟踪的运动目标高分辨合成孔径雷达成像算法，属于雷达信号处理领域。将目标跟踪技术中可以对运动目标的参数进行估计的特性，应用在动目标的SAR子孔径成像中，通过跟踪可以得到各个运动目标在各个子孔径的航迹，根据航迹进行子孔径拼接，可以解决因为数据与目标匹配判断不准确带来的误差，从而实现对运动目标的高分辨成像。

技术领域

本发明属于雷达信号处理领域，特别涉及一种基于跟踪的子孔径拼接技术完成运动目标高分辨成像算法，适用于合成孔径雷达在大成像场景中同时对多个运动目标进行高分辨成像。

背景技术

在传统的合成孔径雷达成像处理中，由于目标的非合作运动，运动目标沿航向速度会改变其沿航向多普勒调频率造成目标散焦，其切航向速度会改变其沿航向多普勒中心频率造成目标的沿航向位移。另外，不能忽略运动目标的距离徙动，所以，运动目标的成像在距离上也存在严重变形。

对于动目标的SAR成像，目前常用的方法是通过多普勒参数估计来重建针对于每个动目标的合适匹配滤波函数来重聚焦，或者在距离走动校正之后通过某些自聚焦算法来实现多个动目标的方位聚焦。这些方法在需要成像场景区域不大是可以有很好的成像结果，但是当需要成像的场景很大时，由于回波数据量增加，在成像处理时计算机计算会很慢。

全孔径数据的子孔径成像，是将全孔径数据在方位维划分为多个子数据然后进行成像，子孔径成像的应用可以将全孔径数据的大数据量转换为多个小数据量，然后分别对每个小数据进行成像最后拼接成全孔径数据。对于运动目标而言，由于目标的机动性，导致在子孔径拼接时，不能确定目标与数据的匹配是否正确，由此会对运动目标的全孔径成像带来不利的影响。

而目标跟踪技术是对一个离散时间集合所对应目标位置的量测应用目标跟踪算法，估计和预测目标在场景中的路径，同时可获得速度、加速度等参数。受此启发，可以将目标跟踪技术中可以对运动目标的参数进行估计的特性，应用在动目标的SAR子孔径成像中，通过跟踪可以得到各个运动目标在各个子孔径的航迹，根据航迹进行子孔径拼接，可以解决因为数据与目标匹配判断不准确带来的误差，从而实现对运动目标的高分辨成像。

发明内容

要解决的技术问题

针对现有运动目标成像技术无法有效解决在大成像场景中同时对多个运动目标进行高分辨成像的问题，本发明提出一种基于跟踪的运动目标高分辨成像算法，该算法可以对大成像场景区域的多个运动目标同时进行高分辨成像。

技术方案

一种基于跟踪的运动目标高分辨合成孔径雷达成像算法，其特征在于步骤如下：

步骤1：获取大场景下多个运动目标的回波信号，将回波信号表示成二维矩阵对矩阵按列进行FFT处理，将结果保存在矩阵中；所述的为nrn×nan维矩阵，其中，nrn表示距离向点数，nan表示方位向点数；

步骤2：根据已知的雷达参数，构造参考信号向量为nrn×1向量；

步骤3：取出步骤1得到的每一列，均点乘参考信号向量的共轭，得到距离脉压后的数据矩阵S(f_n,t_m)；

其中，表示为距离向频域坐标，B为发射信号带宽，Δf为距离频域间隔，t_m表示方位向时域坐标，L表示为合成孔径长度，m＝0_,1,...,nan-1；

步骤4：根据已知的雷达参数，构造校正距离弯曲的参考信号S_ref_bend(f_n,t_m)，S_ref_bend(f_n,t_m)为nrn×nan矩阵；