[发明专利]一种稳健的基于多通道SAR特征投影的杂波抑制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及地面运动目标检测技术领域，具体地，涉及一种稳健的基于多通道SAR特征投影的杂波抑制方法及装置。

背景技术

合成孔径雷达(SAR，Synthetic Aperture Radar)成像是利用发射宽频带脉冲信号来获取距离的高分辨，而利用雷达运动平台与目标间精确已知的相对运动产生的多普勒效应，通过数据存储和相干处理来形成长的合成阵列，从而得到高的方位分辨率。对于地面静止的场景，只要雷达运动平台的轨迹已知，就可精确计算出雷达和目标的相对位移，从而通过匹配滤波处理即可得到高分辨的SAR图像。然而，这种算法不再适用于对地面运动目标的SAR成像。因为在大多数情况下，很难获得运动目标的运动信息先验知识，而只能用对静止目标估计得到的多普勒参数进行匹配滤波处理，运动目标将不能有效地相干积累，从而会使动目标出现散焦和方位错位，甚至会被淹没在地杂波中而无法进行检测。

基于阵列处理的多通道SAR-GMTI(Synthetic Aperture Radar-Ground Moving Target Indication,合成孔径雷达-地面运动目标检测)方式具有良好的杂波对消性，能够在低杂信噪比的情况下达到较好的检测效果，可以实现低信噪比下的慢速运动目标检测，天线沿航向直线分布对地面动目标检测而言是一种最优的天线阵列结构，因为沿航向直线分布的阵列在地形高度方向上没有分辨能力，杂波自由度不受地形起伏的影响。多通道SAR-GMTI系统不仅能够检测能量微弱、慢速运动的目标，在对地面运动目标进行正确的定位上有优势。当前多通道SAR-GMTI系统的动目标检测方法主要有相位偏置天线技术(DPCA，Displaced Phase Center Antenna)、沿迹干涉技术(ATI，Along Track Interferometry)和空时自适应处理技术(STAP，Space Time Adaptive Processing)等。为了成功地检测目标，有效地对地面杂波进行抑制是关键。经典的运动目标检测思想是“即要尽可能多地对消地杂波，又尽可能多地保留运动目标信号”。

利用特征投影方法进行杂波抑制是一类有效的方法。在理想的情况下，估计协方差矩阵所用的训练样本中仅包含杂波和噪声信息，传统的特征投影方法能够获得很好的杂波抑制效果。在实际处理中，训练样本中往往会包含强目标信号，特别是训练样本中包含强目标信号时，传统的特征投影方法的杂波抑制效果会受到严重的影响，甚至会导致方法完全失效。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中强目标信号严重影响传统特征投影方法杂波抑制性能的缺陷，根据本发明的一个方面，提出一种稳健的基于多通道SAR特征投影的杂波抑制方法。

本发明实施例提供的一种稳健的基于多通道SAR特征投影的杂波抑制方法，包括：获取待检测的回波数据矢量；对回波数据矢量的各分量进行模归一化处理，确定与回波数据矢量对应的模归一化矢量；确定模归一化矢量的协方差矩阵，并对进行协方差矩阵特征分解，构造新的噪声子空间；将待检测的回波数据矢量向新的噪声子空间投影进行杂波抑制，获取杂波抑制后的SAR数据，并指示利用恒虚警率检测技术对杂波抑制后的SAR数据进行目标检测。

本发明是为了克服现有技术中强目标信号严重影响传统特征投影方法杂波抑制性能的缺陷，根据本发明的一个方面，提出一种稳健的基于多通道SAR特征投影的杂波抑制装置。

本发明实施例提供的一种稳健的基于多通道SAR特征投影的杂波抑制装置，包括：

获取模块，用于获取待检测的回波数据矢量；

模归一化处理模块，用于对回波数据矢量的各分量进行模归一化处理，确定与回波数据矢量对应的模归一化矢量；

处理模块，用于确定模归一化矢量的协方差矩阵，并对进行协方差矩阵特征分解，构造新的噪声子空间；

杂波抑制模块，用于将待检测的回波数据矢量向新的噪声子空间投影进行杂波抑制，获取杂波抑制后的SAR数据，并指示利用恒虚警率检测技术对杂波抑制后的SAR数据进行目标检测。

本发明实施例提供的一种稳健的基于多通道SAR特征投影的杂波抑制方法和装置，即使估计协方差矩阵所用的训练样本中包含强目标信号时，该方法及装置仍能保持良好的杂波抑制性能，基本不受强目标信号的影响，可以有效地抑制地面静止场景杂波；且该方法具有较好的有效性和稳健性。