[发明专利]一种地面运动目标检测与成像方法

说明书

本发明公开了一种地面运动目标检测与成像方法，所述地面运动目标检测与成像方法包括如下步骤：S102：对地面雷达回波信号数据进行DPCA相消处理；S103：对地面运动目标回波信号进行Deramp处理；S104：对地面运动目标回波信号进行Keystone变换；S105：构造不同模糊数的滤波器组，对目标信号进行校正处理；S106：构造方位积累窗对目标信号进行方位向积累；S107：对目标信号在距离向进行查分处理，实现动目标检测；S108：对方位向散焦的运动目标进行重聚焦处理。通过本方法避免了多动目标的重复检测，大大减小了计算量，同时本发明检测方法通过运动目标距离向完全聚焦以及方位向非相干积累，使得动目标能量得到有效积累，从而避免了检测信杂噪比低的问题。

技术领域

本发明属于雷达回波数据处理技术领域，尤其涉及一种合成孔径雷达(SyntheticAperture Radar,SAR)地面运动目标检测与成像方法。

背景技术

地面运动目标检测是现代雷达要完成的基本功能之一。随着SAR数据的广泛应用，基于SAR平台的地面运动目标检测与成像无论在军事上还是在民用上都有广泛的应用前景。

目前，基于SAR平台的地面运动目标检测方法面临着由于动目标径向速度模糊导致动目标检测需要在多幅散焦图像中进行的问题，多目标的重复检测极大地增加了计算量。同时，散焦的动目标不仅降低了检测信杂噪比，而且使得CFAR检测算法面临杂波统计被临近目标污染的问题。此外，由于运动目标横向速度的存在，采用统一的载机平台的速度对动目标进行聚焦会导致运动目标方位向散焦的问题。

发明内容

本发明的目的在于，为克服现有技术缺陷，提供了一种地面运动目标检测与成像方法，通过本方法避免了多动目标的重复检测，大大减小了计算量，同时本发明检测方法通过运动目标距离向完全聚焦以及方位向非相干积累，使得动目标能量得到有效积累，从而避免了检测信杂噪比低的问题。最后，利用二维窗函数提取已检测的动目标信号，并利用调频率搜索方法对提取的动目标信号进行方位向重聚焦操作，由于方位向聚焦是基于提取的小区域进行搜索聚焦，因而利用搜索进行重聚焦的方法并不会增加运算量。

本发明目的通过下述技术方案来实现：

一种地面运动目标检测与成像方法，所述地面运动目标检测与成像方法包括如下步骤：S102：对地面雷达回波信号数据进行DPCA相消处理；S103：对地面运动目标回波信号进行Deramp处理；S104：对地面运动目标回波信号进行Keystone变换；S105：构造不同模糊数的滤波器组，对目标信号进行校正处理；S106：构造方位积累窗对目标信号进行方位向积累；S107：对目标信号在距离向进行查分处理，实现动目标检测；S108：对方位向散焦的运动目标进行重聚焦处理。

根据一个优选的实施方式，所述步骤S108具体包括：利用方位剩余调频率搜索对运动目标回波信号进行重聚焦操作。

根据一个优选的实施方式，所述地面运动目标检测与成像方法还包括构建机载SAR-GMTI几何关系模型，并基于SAR-GMTI几何关系模型得到载机到动目标的瞬时斜距R(t_a)，t_a为方位向慢时间。

根据一个优选的实施方式，雷达发射信号为线性调频信号，动目标信号经距离压缩后表示为：

其中，σ为动目标后向散射系数，G_r为动目标信号距离压缩增益，B为发射信号带宽，λ为信号波长，t为距离快时间，w_a(·)为方位窗函数；

对回波信号进行DPCA相消操作，忽略由于通道间距导致的干涉相位项，动目标信号形式不变，仍然由式表示，并代入载机到动目标的瞬时斜距R(t_a)，通过近似可以得到运动目标回波信号。