[发明专利]一种基于星载视频SAR的运动目标检测与参数估计方法

说明书

本发明提供一种基于星载视频SAR的运动目标检测与参数估计方法，具体过程为：首先，根据待检测目标的速度范围选择合理的帧周期对回波数据进行处理得到SAR视频图像；其次，基于SAR视频图像实现运动目标的检测，估计运动目标像的运动参数；再次，基于运动目标像的运动参数与实际运动参数之间的定量关系，实现基于视频SAR的运动目标检测与参数估计。该方法可以快速实现对运动目标的检测与参数估计。

技术领域

本发明属于卫星微波遥感技术领域，具体涉及一种基于星载视频SAR的运动目标检测与参数估计方法。

背景技术

运动目标检测作为现代雷达的重要功能之一，在军事与民用领域都有着广阔的应用前景，由于SAR成像的特殊性，用常规的成像方法对运动目标成像会由于多普勒参数失配造成散焦和偏移，因此SAR动目标检测技术就是由静止场景中检测动目标，并进行运动参数估计与定位，最终能够在SAR图像中显示动目标。

SAR运动目标检测方法主要分为单通道与多通道动目标检测方法，单通道动目标检测方法主要是利用运动目标与静止场景多普勒中心频率、多普勒调频率与时频特性的不同来检测动目标。但是对于单通道系统而言，杂波抑制能力有限，使得动目标淹没在强杂波中难以检测，特别是对于慢速目标的检测更加困难。多通道动目标检测方法充分利用时间与空间自由度，可以更有效地实现杂波抑制以检测动目标。目前常用的杂波抑制方法有DPCA技术、ATI技术和空时自适应(STAP)等技术，多通道动目标检测方法由于利用空间与时间自由度，能够更好地实现杂波抑制，获得较高的检测性能，但是系统复杂度与运算量将大幅增加。

视频SAR系统是一种新的星载微波遥感体制，是对传统卫星静态遥感的升级，通过短时间内多次快速成像，获取观测场景的SAR图像码流，在传统成像的基础上拓展了信息获取的时间维度，使星载SAR从传统的“照片”式静态遥感向新型的“视频”式动态遥感转变，使得微波遥感系统具备了更强的动态信息获取能力，更加适用于运动目标和时变场景的观测，星载视频SAR在军事中应用广泛，可以用于跟踪监测重要军事行动的武器、人员部署情况，提供机场跑道、导弹发射井、武器试验场和防御设施等目标的动态信息。同时视频SAR系统能够提供热点地区威胁目标的运动参数信息(位置、速度等)，为己方打击力量提供目标指示等。

基于星载视频SAR进行动目标检测，系统为单通道系统，可以有效降低系统复杂度与运算量，并且能够充分利用时间维的信息实现杂波抑制，提高检测信噪比，同时基于图像域的动目标检测方法能够解决最小检测速度的问题，对慢速目标的检测性能更优。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种基于星载视频SAR的运动目标检测与参数估计方法，该方法中卫星通过方位向的大角度波束扫描实现视频成像，首先根据待检测目标的速度范围选择合理的帧周期对回波数据进行处理得到SAR视频图像，然后基于SAR视频图像实现运动目标的检测并估计运动目标像的位置及速度矢量，最后SAR动目标成像理论推导运动目标像的运动参数与实际运动参数之间的定量关系，实现基于视频SAR的运动目标检测、定位及运动速度估计。

本发明的技术解决方案是：

一种基于星载视频SAR的运动目标检测与参数估计方法，具体过程为：

首先，根据待检测目标的速度范围选择合理的帧周期对回波数据进行处理得到SAR视频图像；

其次，基于SAR视频图像实现运动目标的检测，估计运动目标像的运动参数；

再次，基于运动目标像的运动参数与实际运动参数之间的定量关系，实现基于视频SAR的运动目标检测与参数估计。

进一步地，本发明当目标只有方位向速度时，所述帧周期需保证两帧图像之间的运动目标的像不发生重叠；当运动目标既有方位向速度也有距离向速度时，所述帧周期需保证一个帧周期内运动目标的像至少要在方位向移动一个分辨单元。

进一步地，本发明所述运动目标的检测为采用检测前跟踪算法来实现。