[发明专利]联合像素归一化样本协方差矩阵估计目标径向速度的方法在审

专利信息
申请号: 201811365535.3 申请日: 2018-11-16
公开(公告)号: CN109581351A 公开(公告)日: 2019-04-05
发明(设计)人: 朱圣棋;贺雄鹏;茆健;廖桂生;许京伟;周季峰;王鹏 申请(专利权)人: 西安电子科技大学
主分类号: G01S13/58 分类号: G01S13/58;G01S13/90
代理公司: 西安睿通知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 61218 代理人: 惠文轩
地址: 710071*** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 协方差矩阵 归一化样本 像素 目标导向 转移因子 矢量 联合 信号处理技术 修正 最佳权矢量 存在条件 技术获取 搜索参数 通道误差 像素信号 多通道 异构 杂波
【说明书】:

发明属于信号处理技术领域,公开了一种联合像素归一化样本协方差矩阵估计目标径向速度的方法,主要解决现有技术无法在功率异构杂波与通道误差存在条件下准确估计的问题;包括:获取多通道SAR的联合像素信号;设计联合像素归一化样本协方差矩阵;利用协方差矩阵获取转移因子;使用转移因子修正理想目标导向矢量,获得修正后的目标导向矢量;使用AMF技术获取最佳权矢量;通过搜索参数空间,获取最终目标径向速度的估计。

技术领域

本发明属于信号处理技术领域,尤其涉及一种联合像素归一化样本协方差矩阵估计目标径向速度的方法,在功率异构杂波的环境下利用该方法估计径向速度更具鲁棒性。

背景技术

合成孔径雷达(SAR)系统的地面运动目标指示(GMTI)在民用和军用领域都有广泛的应用。对于先进的SAR-GMTI系统,不仅要进行检测,还要对移动目标进行成像,重新定位和识别。因此,目标径向速度估计对于SAR/GMTI处理是必不可少的。对于大多数配备有一个天线的SAR系统,通过移动目标检测和参数估计获得良好结果是一项挑战。相比之下,多通道SAR系统可以提供额外的自由度来抑制杂波,从而可以获得更好的参数估计性能。

传统上的沿轨道干涉测量(ATI),位移相位中心天线(DPCA)和扩展DPCA(EDPCA)技术被用于抑制SAR图像水平上的杂波背景。空时自适应处理(STAP)方法和成像STAP(ISTAP)方法在理论上具有用于在范围压缩图像级别上进行二维(空间和时间)滤波的杂波抑制的最佳性能。此外,结合自适应匹配滤波(AMF)算法和子空间投影(SP)算法,上述方法能够准确估计目标径向速度。尽管如此,在异构杂波环境中,由于缺乏有效的训练样本和不准确的杂波协方差矩阵,将导致通道不匹配,这些传统将导致径向速度估计精度大打折扣。

近些年来,联合像素信号模型因为估计精度相对传统方法具有显著的提升而受到广泛关注。针对联合像素信号模型,部分学者提出了几种鲁棒的方法来处理图像配准误差,如Z.Suo的Multi-Channel SAR-GMTI method robust to coregistration error of SARimages中鲁棒杂波抑制的特征分解方法,G.Liao的Estimation method for InSARinterferometric phase based on generalized correlation steering vector中的鲁棒干涉相位估计方法,以及Y.Shu的Robust radial velocity estimation of movingtargets based on adaptive data reconstruction and subspace projectionalgorithm中的鲁棒目标径向速度估计方法,这些方法在功率同构杂波的环境中工作出色,但是,当发生功率异构杂波时,目标径向速度估计精度将会降低,甚至这些方法可能无法工作。

发明内容

针对上述问题,本发明的目的在于提供一种联合像素归一化样本协方差矩阵估计目标径向速度的方法,能够实现在功率异构杂波环境下准确地估计目标径向速度。

为达到上述目的,本发明采用如下技术方案予以实现。

技术原理:本发明根据多通道SAR联合像素信号模型,提出一种利用联合像素归一化样本协方差矩阵(JPNSCM)估计目标径向速度的鲁棒方法。首先构建功率异构杂波,然后设计归一化样本协方差矩阵,接着获得转移因子,并使用改正的转移因子修正理想目标导向矢量,最后利用AMF技术准确估计目标的径向速度。

一种联合像素归一化样本协方差矩阵估计目标径向速度的方法,所述方法包括如下步骤:

步骤1,设多通道SAR在方位向上具有N个通道,获取所述N个通道分别对应的SAR图像,从而得到N幅SAR图像,在所述N幅SAR图像中分别划分出以像素(p,q)为中心,距离向宽度为Lr,方位向宽度为La的矩形窗口,从而得到多通道SAR的一个联合像素信号矩阵;

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