[发明专利]一种高轨平台地面运动目标检测方法

说明书

本发明公开了一种高轨平台地面运动目标检测方法。本发明所属方法将沿航迹干涉(ATI)方法应用于高轨平台，采用基于多项式距离模型的RD算法结合分数阶傅里叶变换(FrFT)估计多普勒频率与调频率的功能在实现地面运动目标检测。相比于低轨星载SAR系统，本发明所在的高轨平台具有照射范围广、重访周期短、持续观测能力强，同时采用双门限检测的方法，对于弱杂波区域中的杂波抑制效果更佳。此外，本发明可以在地面观测场景中检测出多个运动目标。

技术领域

本发明涉及雷达运动目标检测领域，具体涉及一种高轨平台地面运动目标检测方法。

背景技术

实现合成孔径雷达(SAR)地面运动目标检测(GMTI)的方法有多种，主要包括单通道和多通道两大类方法等。其中，单通道的方法实现简单，但是对于杂波的抑制能力较弱；多通道的方法则是利用多个通道间的回波的相关性，抑制静止目标产生的回波，从而动目标得以保留，进一步对运动目标的参数进行估计。

目前，机载SAR地面运动目标检测技术已经较为成熟，为了实现长时间、大范围的观测，星载SAR正在逐步发展，近地轨道卫星通过对区域的持续观测生成SAR图像，SAR图像相比光学图像有一些明显的优势，它不依赖于太阳光的照射，因而可以持续地观测地面，进行运动目标的检测。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种高轨平台地面运动目标检测方法解决了星载SAR对地面运动目标持续进行运动目标检测困难的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种高轨平台地面运动目标检测方法，包括以下步骤：

S1、通过前通道向目标发射信号，并通过前后通道同时接收回波；

S2、利用分数阶傅里叶变换对回波信号的多普勒频率和调频率进行估计，得到估计后的回波信号；

S3、基于多项式距离模型，对估计后的回波信号采用RD算法进行成像，得到前后通道的SAR图像；

S4、对前通道的SAR图像进行方位向上的平移，使前后通道的SAR图像配准；

S5、将前后通道的SAR图像进行共轭相乘得到目标图像；

S6、通过幅度检测滤除掉目标图像中弱的静止目标杂波，并通过干涉相位差区分目标图像中的静止目标与运动目标。

进一步地：所述步骤S3具体包括以下步骤：

S31、对估计后的回波信号进行距离和方位向快速傅里叶变换，得到回波的二维频域数据；

S32、选择场景中心为处理的参考点，在二维频域构造高次项处理参考函数H₁(f_τ,f_η)对回波的二维频域数据进行预处理，得到预处理后的回波数据；

S33、构造线性距离徙动校正函数H₂(f_τ,f_η)对预处理后的回波数据进行二维去耦合处理，得到去耦合处理后的回波数据；

S34、构造距离压缩函数H₃(f_τ,f_η)在二维频域对去耦合处理后的回波数据进行距离脉压处理，得到距离脉压处理后的回波数据；

S35、采用距离向逆傅里叶变换将信号从二维频域转到距离多普勒域，构造方位压缩参考函数对距离脉压处理后的回波数据进行方位聚焦处理，得到方向聚焦处理后的回波数据；

S36、将方向聚焦处理后的回波数据进行方位向逆傅里叶变化处理，将信号变换到方位向时域，得到SAR图像。

进一步地：所述步骤S32中高次项处理参考函数H₁(f_τ,f_η)的公式为：