[发明专利]基于参数估计法的ISAR图像方位向定标方法

说明书

本发明涉及雷达图像定位技术领域，具体提供了一种基于参数估计法的ISAR图像方位向定标方法，首先获取ISAR原始回波数据并进行运动补偿和进行方位向FFT成像以获得原始ISAR图像，然后通过特显点法获取所述原始ISAR图像的所有特显点中的前N个图像对比度最大的特显点并记录到集合φ中，获得φ中的各特显点所在距离单元的强散射点的瞬时多普勒频率，再求得与集合φ中各特显点对应的调频率，拟合后求出调频斜率k，最后通过调频斜率k算出有效转动角速度ωe的估计值，进而得到方位向分辨率ρa的估计值，通过方位插值的方式对ISAR图像进行方位向定标，获得所述船类目标定标后的ISAR图像。

技术领域

本发明涉及雷达图像定位技术领域，特别涉及基于参数估计法的ISAR图像方位向定标方法。

背景技术

逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar,简称ISAR)是一种可以全天候、全天时、远距离的对车辆、舰船、飞机、导弹等非合作运动目标进行成像，获得目标高分辨率图像的雷达。ISAR成像通常假定在短时间内目标转角较小且近似平稳运动，利用距离-多普勒(R-D)原理成像。但RD成像结果仅反映目标在距离-多普勒平面上的投影信息，并不能提供目标真实的二维尺寸信息，为了对目标进一步识别，ISAR方位向定标技术的研究至关重要。

现有技术中的ISAR图像方位向定标方法是通过距离、角度等参数计算得到目标在成像期间的有效转角，进而实现横向定标，但该方法的鲁棒性不强，方法性能受成像分辨率等因素的制约。

发明内容

为克服上述现有技术存在的至少一种缺陷，本发明提供了一种基于参数估计法的ISAR图像方位向定标方法，包括如下步骤：

步骤一，获取ISAR对海上船类目标成像的原始回波数据，ISAR为逆合成孔径雷达，对所述原始回波数据进行运动补偿，对补偿过后的数据进行方位向FFT成像，获得原始ISAR图像，FFT为快速傅氏变换；

步骤二，通过特显点法获取所述原始ISAR图像的所有特显点中的前N个图像对比度最大的特显点，将该N个特显点记录到集合φ中；

步骤三，获得所述集合φ中的各特显点所在距离单元的强散射点的瞬时多普勒频率；

步骤四，通过所述瞬时多普勒频率求得与集合φ中各特显点对应的调频率，将所有调频率的值拟合成一条直线，求出该直线的调频斜率k；

步骤五，通过所述调频斜率k算出在步骤三中的选定成像时刻时，所述船类目标的有效转动角速度ωe的估计值，计算公式为：

其中c为电磁波速度，f0为雷达载频；

通过有效转动角速度ωe得到所述船类目标方位向分辨率ρa的估计值，计算公式为：

其中λ为波长，T为ISAR成像积累时间；

通过方位插值的方式对ISAR图像进行方位向定标，获得所述船类目标定标后的ISAR图像。

优选的，步骤二中的N不小于10。

优选的，步骤三中通过匹配傅里叶变换方法获得集合φ中的各特显点所在距离单元的强散射点的瞬时多普勒频率。

本发明提供的基于参数估计法的ISAR图像方位向定标方法，具有如下有益效果：

1、采用特显点法从图像域选取孤立的强散射点所在距离单元进行有效转动角速度估计，数据量和运算量较小，易于工程实现；

2、采用匹配傅里叶变化的方法估算出特显点的瞬时多普勒频率，继而求得调频率，有效地减小了估计误差，精度更高。

附图说明