[发明专利]基于联合像素的大斜视SAR地面运动目标分离和聚焦方法

说明书

本发明涉及一种基于联合像素的大斜视SAR地面运动目标分离和聚焦方法，包括：S1：获取目标的粗聚焦GMT图像和粗聚焦杂波散射点图像；S2：对粗聚焦GMT图像和粗聚焦杂波散射点图像进行联合像素处理，得到目标的高精度垂直速度；S3：通过高精度垂直速度构建优化分离算子，并通过优化分离算子从粗聚焦GMT图像和粗聚焦杂波散射点图像中分离得到GMT图像；S4：对GMT图像进行二次解耦合处理，得到解耦合后的GMT图像；S5：对解耦合后的GMT图像进行相位重构和速度搜索，得到目标的水平速度；S6：根据高精度垂直速度和水平速度对解耦合后的GMT图像进行一次项和三次项补偿，得到GMT精确聚焦图像。本发明方法可以消除杂波散射点多普勒模糊和通道间差异的影响。

技术领域

本发明属于雷达技术领域，具体涉及一种基于联合像素的大斜视SAR地面运动目标分离和聚焦方法。

背景技术

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)通过对感兴趣区域进行长时间累积得到的高分辨图像，可以通过精确抑制运动参数项的影响得到二维高分辨图像，然而对于地面场景，地面运动目标(ground moving target，GMT)会混淆在杂波散射点中。消除杂波散射点是分离GMT的一个有效途径，一般通过速度差异区分GMT和杂波散射点。

对于多通道SAR图像，联合像素是一种有效的融合方法，将多通道之间的差异用图像像素点差异表示，从而为抑制通道间差异的影响提供了可能，有利于准确分离GMT，并有效提高GMT图像聚焦的效果。与经典SAR不同，高超声速飞行器(hypersonic vehicle，HSV)SAR飞行区域在20至100km。HSV-SAR比机载SAR的照射范围更大，相比于星载SAR，HSV-SAR照射范围的可选择性更强。另一方面，HSV的速度超过5倍声速，甚至达到20倍声速，因此，在世界范围内受到了广泛的关注。

HSV-SAR的上述特点给GMT分离和聚焦带来了挑战。首先，杂波散射点具有多普勒模糊现象，这给GMT分离和垂直速度计算带来了挑战，需要多个天线通道对杂波散射点进行消除。另外，导致了信号存在严重的速度项耦合，使得粗聚焦图像之间存在通道间差异。

垂直速度是GMT分离和聚焦的关键因素之一，杂波散射点其运动参数均为零，通过垂直速度可以很好的分离出GMT。上述多普勒模糊现象和通道间差异影响了垂直速度的搜索精度，这将使得GMT分离效果恶化，GMT聚焦后的图像失真。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于联合像素的大斜视SAR地面运动目标分离和聚焦方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种基于联合像素的大斜视SAR地面运动目标分离和聚焦方法，包括：

S1：获取目标的粗聚焦GMT图像和粗聚焦杂波散射点图像；

S2：对所述粗聚焦GMT图像和所述粗聚焦杂波散射点图像进行联合像素处理，得到所述目标的高精度垂直速度；

S3：通过所述高精度垂直速度构建优化分离算子，并通过所述优化分离算子从所述粗聚焦GMT图像和所述粗聚焦杂波散射点图像中分离得到GMT图像；

S4：对所述GMT图像进行二次解耦合处理，得到解耦合后的GMT图像；

S5：对所述解耦合后的GMT图像进行相位重构和速度搜索，得到所述目标的水平速度；

S6：根据所述高精度垂直速度和所述水平速度对所述解耦合后的GMT图像进行一次项和三次项补偿，得到GMT精确聚焦图像。

在本发明的一个实施例中，所述S1包括：

S11：根据HSV平台采集的数据，得到目标的粗聚焦GMT图像为：