[发明专利]合成孔径雷达对运动目标参数的快速估计方法

说明书

本发明提供了一种合成孔径雷达对运动目标参数的快速估计方法，属于雷达技术领域。本发明通过将脉冲压缩后的信号进行二阶Keystone变换操作，去除了距离频率与方位时间的二阶耦合。其次构造相位补偿信号，并通过乘法器将相位补偿信号与原信号相乘，降低了距离频率与方位时间的耦合阶数，即去除了一阶耦合。最后对信号进行方位向傅里叶变换和距离向傅里叶逆变换得到最终运动目标参数域的积累结果，从而可以估计运动目标的参数。本发明与现有技术相比，可以同时估计多普勒质心和多普勒调频率，并且无需距离徙动校正后对一维信号的复杂操作，仅存在距离徙动校正后的傅里叶变换操作，形式简单，运算效率高。

技术领域

本发明属于雷达技术领域，具体涉及一种合成孔径雷达对运动目标参数的快速估计方法。

背景技术

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)是一种全天时、全天候、高分辨率的微波遥感成像雷达，被广泛应用于地形测绘、灾害监测、植被分析、海洋观测、城市规划等领域。

SAR成像对静止目标成像具有操作简单、精度高、多普勒参数易计算等优点。但是，对动目标成像结果中会出现运动目标散焦、移位等现象，主要由于运动参数未知，导致运动目标无法进行高分辨聚焦。

传统的运动目标参数估计方法有Hough变换、Radon变换等，其中，Radon变换可对多普勒质心进行估计，但是该算法仅能估计多普勒质心，不能实现对多普勒调频率的估计。并且该算法为非相干积累方法，抗噪性能差，运算效率低。

现有的技术中，还有一种相干积累的估计参数算法，但是该算法是对一维信号进行处理，二维回波需要进行校正后再进行复杂参数估计过程，操作复杂、运算效率较低。

发明内容

为了解决上述不能同时估计多普勒质心和多普勒调频率，并且估计过程复杂的问题，本发明提供一种合成孔径雷达对运动目标参数的快速估计方法。

本发明的一种合成孔径雷达对运动目标参数的快速估计方法，所述合成孔径雷达装载于飞行平台上，所述方法包括以下步骤：

步骤1，建立飞行平台和运动目标的几何模型并初始化参数；

步骤2，获取所述运动目标的回波信号，并对所述回波信号进行距离向匹配滤波操作；

步骤3，对匹配滤波后的信号进行二阶Keystone变换；

步骤4，将经过二阶Keystone变换后的信号通过方位向定量延时系统，构造相位补偿信号；

步骤5，对相位补偿信号进行共轭操作，并利用乘法器将共轭后的相位补偿信号和经过二阶Keystone变换后的信号相乘；

步骤6，对相乘后的信号进行距离向傅里叶逆变换和方位向傅里叶变换，得到参数估计结果。

进一步地，所述步骤1的具体流程包括：

以O为坐标原点建立直角坐标系，所述飞行平台的初始位置坐标设为(0,0,H₀)，地面运动目标的初始位置设为(X₀,0,0)，其中，H₀为所述飞行平台的Z轴坐标，X₀为所述运动目标的X轴坐标，所述飞行平台的飞行速度为V，所述运动目标的距离向速度为V_x，所述运动目标的距离向加速度为a_x，所述运动目标的方位向速度为V_y，所述运动目标的方位向加速度为a_y，得到所述飞行平台到所述运动目标的最短斜距R₀，

得到所述运动目标到所述飞行平台的距离历史R_M(t)为

其中，t为方位向的时间变量，