[发明专利]基于SAR图像的海上目标定位方法、装置及无人机平台

权利要求书

1.一种海上目标定位方法，其特征在于，该方法包括：

获取目标SAR图像，对所述目标SAR图像进行目标检测以估计目标距离和目标多普勒位置，基于所述目标多普勒位置对目标斜视角进行修正；

根据目标的修正斜视角以及距离多普勒方程，确定目标在成像坐标系下的距离位置估计值；

根据所述目标距离，以所述距离位置快速估计值为中心，以预定迭代步长，求解满足目标等距离方程的目标位置的可能解集；

在所述目标位置的可能解集中求解等距离线上点集的等斜视角，并基于所述修正斜视角，求解所述点集中斜视角满足收敛误差的最优坐标点；

根据成像坐标系和发射坐标系之间的旋转夹角，将所述最优坐标点转换为发射坐标系下的目标定位坐标。

2.根据权利要求1所述的海上目标定位方法，其特征在于，对所述目标SAR斜距图像进行目标检测以估计目标多普勒位置为：

其中，f_d为目标多普勒频率，nan为SAR斜距图像中检测的目标多普勒位置索引，Na为成像过程中方位脉冲积累数，PRF为雷达系统脉冲重复频率，f_dc为成像过程中估计的目标多普勒中心频率。

3.根据权利要求1所述的海上目标定位方法，其特征在于，对所述目标SAR斜距图像进行目标检测以估计目标距离为：

其中，R为目标距离，nrn为SAR图像中检测的目标距离位置索引，F_s为回波复基带采样率，c为光速，R₀为SAR图像最近点采样距离。

4.根据权利要求2所述的海上目标定位方法，其特征在于，修正的目标斜视角θ为：

其中，λ为雷达系统波长，v为雷达系统的运动速度矢量。

5.根据权利要求1所述的海上目标定位方法，其特征在于，在成像坐标系下，所述目标距离位置的估计值为：

其中，R为目标距离，v为雷达系统的运动速度矢量，θ为修正的目标斜视角，P为雷达系统的空间坐标，v_x为雷达系统沿x轴方向的速度。

6.根据权利要求1所述的海上目标定位方法，其特征在于，求解所述最优坐标点的优化函数为：

其中，θ为修正的目标斜视角，为所述目标解集，v为雷达系统的运动速度矢量，R为目标距离。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的海上目标定位方法，其特征在于，该方法用于无人机载平台进行海上目标实时定位。

8.一种海上目标定位装置，其特征在于，该装置包括：

斜视角修正模块，用于利用对目标SAR图像进行目标检测估计得到的目标距离和目标多普勒位置对目标斜视角进行修正；

目标距离位置估计模块，用于根据目标的修正斜视角以及距离多普勒方程，确定目标在成像坐标系下的距离位置估计值；

第一求解模块，用于根据所述目标距离，以所述距离位置估计值为中心，以预定迭代步长，求解满足目标等距离方程的目标位置的可能解集；

第二求解模块，用于在所述目标位置的可能解集中求解等距离线上点集的等斜视角，并基于所述修正斜视角，求解所述点集中斜视角满足收敛误差的最优坐标点；

坐标转换模块，用于根据成像坐标系和发射坐标系之间的旋转夹角，将所述最优坐标点转换为发射坐标系下的目标定位坐标。

9.一种无人机载平台，包括SAR雷达系统以及根据权利要求8所述的海上目标定位装置。

10.一种无人机载平台，包括：存储器，用于存储计算机程序；至少一个处理器，与所述存储器数据通信耦合，用于执行所述计算机程序以实现根据权利要求1-7中任一项所述的海上目标定位方法；其中，所述处理器为DSP。