[发明专利]基于二次拟合距离方程的地面加速运动目标成像方法

说明书

技术领域

本发明属于雷达技术领域，具体地说是一种基于二次拟合距离方程的地面加速运动目标成像方法，用于合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）对地面加速运动目标成像。

背景技术

合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）是一个有源系统，它以微波谱段的电磁波作为探测载体来观测地表特征。SAR具有二维高分辨力、全天时全天候、强穿透性、丰富散射信息、多功能多用途等特点，因此SAR成像技术成为研究的热点方向，且在军用和民用中都已经得到了广泛的应用。星载SAR地面运动目标检测系统（Synthetic Aperture Radar-Ground Moving Target Indication，SAR-GMTI）是SAR技术的发展，它一方面能够对观测场景进行高分辨的成像，一方面又能检测出观测区域的地面运动目标，且能将检测出的地面运动目标清晰的标注在SAR图像中。SAR-GMTI系统的这个特点使其在战场监视和交通监控中得到广泛的应用。

SAR地面运动目标成像技术（Ground Moving Target Imaging,GMTIm）能进一步提高SAR-GMTI系统的战场侦察和交通监控能力，且有助于系统对地面运动目标的识别，因而成为研究热点。考虑到实际中，地面运动目标并非是匀速运动的，即目标可能具有加速度，因此，本发明提出一种地面加速运动目标成像方法。

现有SAR地面运动目标成像技术有很多，但这些方法大多针对匀速地面运动目标，针对加速度地面运动目标的相关技术鲜有报道。加拿大的J.Sharma第一次通过理论分析和实际试验很好的研究了目标的加速度对SAR-GMTI系统目标运动参数估计性能的影响，但是没能提出一个地面加速度运动目标成像技术。目前，Yang提出了一种地面加速运动目标成像方法，该方法利用了hough变换技术和部分傅里叶变换技术，但该方法需要对目标运动参数进行三维搜索，运算量很大，从而限制该方法的应用。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种基于二次拟合距离方程的地面加速运动目标成像方法，用于合成孔径雷达对地面加速运动目标成像，能实现对地面加速运动目标的高分辨成像，而且计算效率较高、适用范围非常广。

本发明的技术思路是：1）对目标距离方程进行二次拟合；2）将目标原始回波信号变到二维频域；3）根据拟合出的二次距离方程，在二维频域构造距离匹配滤波器，并进行距离压缩和距离徙动校正；4）将距离压缩和距离徙动校正后的信号变到距离多普勒域；5）在距离多普勒域构造方位匹配滤波器，并进行方位压缩；6）对方位压缩后的信号进行方位向逆傅里叶变换，完成对目标的成像。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。

一种基于二次拟合距离方程的地面加速运动目标成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，对雷达的目标距离方程进行二次拟合，得到二次拟合后的距离方程：

R(ta)=a0+a1ta+a2ta2]]>

其中，雷达工作在正侧视模式下，雷达平台速度为v_a，t_a为慢时间；t_a=0时，目标方位向速度、方位向加速度、距离向速度、距离向加速度分别为v_x、a_x、v_y和a_y，且此时，雷达位于坐标原点，目标位于(0,y₀)；R(t_a)为t_a时刻目标到雷达的瞬时距离，a₀、a₁和a₂分别为常数项、一次项和二次项系数；

目标的原始回波信号表示为：