[发明专利]一种合成孔径雷达地面运动目标指示实现方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及合成孔径雷达(SAR，SyntheticApertureRadar)的图像处理技 术，尤其涉及一种合成孔径雷达地面运动目标指示(SAR-GMTI，Synthetic ApertureRadar-GroundMovingTargetsIndication)实现方法和装置。

背景技术

地面运动目标指示(GMTI，GroundMovingTargetsIndication)是SAR系 统的重要功能，既可用于道路交通监测，及时提供道路流量、拥挤状况等；也 可用于空中和海面交通监测，监视空中飞行的飞机和海面航行的船只等。在军 事应用中，GMTI技术已经成为一种非常有价值的军事侦察技术，具有动目标 检测功能的雷达已经成为重要的军事装备。

目前，使用较广的SAR-GMTI技术中，有相位中心偏置技术(DPCA， DisplacedPhaseCenterAntenna)、沿迹干涉技术(ATI，AlongTrack Interferometry)、空时自适应处理(STAP，space-timeadaptiveprocessing)、杂 波抑制干涉(CSI，ClutterSuppressionInterferometry)等。STAP技术采用了空 时结合的处理方式，充分利用了回波的空间和时间的特性，在均匀杂波背景下 能够较好的抑制杂波；但是该技术计算量大，很难应用在实时系统中；此外， 该技术在非均匀杂波背景下，杂波抑制效果受训练样本的影响严重。DPCA、 ATI和CSI属于杂波对消类技术，这类技术虽然不受背景杂波非均匀性的影 响，但是，对目标的信杂噪比依赖性较强，对于低速弱小的运动目标，信杂噪 比较低，检测时虚警概率高。

稀疏与低秩矩阵分离理论，是指当矩阵的某些元素被严重破坏后，自动识 别出被破坏的元素，恢复出原矩阵；目前，稀疏与低秩矩阵分离理论在多个领 域都得到了很好应用。但是，国际上尚未有基于稀疏与低秩矩阵分离理论的 SAR-GMTI方法。

因此，如何将稀疏与低秩矩阵分离理论应用到SAR-GMTI中，以解决现有 SAR-GMTI技术中存在的受目标信杂噪比和杂波非均匀性的影响的问题，亟待 解决。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例期望提供一种SAR-GMTI实现方法和装置，能将 稀疏与低秩矩阵分离理论应用到SAR-GMTI中，进一步有效解决SAR-GMTI 技术中受目标信杂噪比和杂波非均匀性的影响的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种SAR-GMTI实现方法，所述方法包括：

对多通道SAR图像数据进行自适应配准，并将各通道图像数据分别按方 位向设置成列，组成组合图像复数矩阵；

提取所述组合图像复数矩阵中的稀疏矩阵与低秩矩阵，并分离出各通道的 动目标图像复数矩阵；

将获取的所述各动目标图像复数矩阵，沿通道方向叠加，获取幅度增强的 图像。

上述方案中，所述提取所述组合图像复数矩阵中的稀疏矩阵与低秩矩阵， 并分离出各通道的动目标图像复数矩阵；包括：

将所述组合图像复数矩阵分解成实部矩阵和虚部矩阵；

采用加速梯度投影(APG，AcceleratedProjectedGradient)算法分别从实部 矩阵和虚部矩阵中提取稀疏的动目标实部矩阵及动目标虚部矩阵；

将提取的所述动目标实部矩阵和虚部矩阵组成组合动目标图像复数矩阵；

将组合动目标图像复数矩阵的各列设置成通道图像矩阵，按列获取对应于 各通道的动目标图像复数矩阵。

上述方案中，所述图像数据包括：空域图像数据；

所述组合图像复数矩阵包括：低秩杂波矩阵、稀疏动目标矩阵和噪声矩 阵。

本发明实施例还提供了一种SAR-GMTI实现装置，所述装置包括：矩阵重 建模块、矩阵分离模块、幅度增强模块，其中，

所述矩阵重建模块，用于对多通道SAR图像数据进行自适应配准，并将 各通道图像数据分别按方位向设置成列，组成组合图像复数矩阵；

所述矩阵分离模块模块，用于提取所述组合图像复数矩阵中的稀疏矩阵与 低秩矩阵，并分离出各通道的动目标图像复数矩阵。

幅度增强模块，用于将获取的所述各动目标图像复数矩阵，沿通道方向叠 加，获取幅度增强的图像。