基于等效距離方程的地面加速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)成像方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于雷達(dá)【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了一種基于等效距離方程的地面加速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)成像方法，其步驟為：1）對(duì)目標(biāo)距離方程的平方進(jìn)行二次擬合，建立等效距離方程，并將地面加速目標(biāo)等效成靜止目標(biāo)；2）將目標(biāo)原始回波信號(hào)變到二維頻域；3）根據(jù)等效距離方程，建立二維頻域地面加速度目標(biāo)的信號(hào)模型；4）根據(jù)二維頻域地面加速度目標(biāo)的信號(hào)模型，利用靜止目標(biāo)成像算法對(duì)地面加速目標(biāo)成像。本發(fā)明僅需知道等效速度，不需知道目標(biāo)的速度參數(shù)、位置參數(shù)和加速度，就可用靜止目標(biāo)成像算法對(duì)地面加速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)精確成像，并大大簡化了編程和系統(tǒng)信號(hào)處理結(jié)構(gòu)。
【專利說明】基于等效距離方程的地面加速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)成像方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于雷達(dá)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說是一種基于等效距離方程的地面加速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)成像方法，用于合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture Radar, SAR)對(duì)地面加速度運(yùn)動(dòng)目標(biāo)成像。
【背景技術(shù)】
[0002]合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture Radar, SAR)是二十世紀(jì)五十年代發(fā)展起來的一種具有全天候、全天時(shí)、高穿透、高分辨特性的微波成像雷達(dá)。與傳統(tǒng)雷達(dá)相比，SAR能夠獲得更高的分辨率和成像精度。作為現(xiàn)代雷達(dá)技術(shù)的重大突破，SAR已廣泛應(yīng)用于軍事偵查、地質(zhì)勘測、災(zāi)情評(píng)估、遙感等領(lǐng)域。隨著世界各國對(duì)此項(xiàng)技術(shù)的競相研究，SAR技術(shù)正在向著高分辨、多波段、多模式、全極化等方向快速發(fā)展。
[0003]傳統(tǒng)SAR只是用來對(duì)地物背景進(jìn)行二維成像，而不涉及對(duì)于運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的檢測和成像。由于動(dòng)目標(biāo)具有運(yùn)動(dòng)特性，利用常規(guī)的成像算法對(duì)動(dòng)目標(biāo)成像后會(huì)造成散焦和方位向偏移，因此需要將成像技術(shù)和動(dòng)目標(biāo)檢測技術(shù)結(jié)合，使其能夠區(qū)分出動(dòng)目標(biāo)和靜目標(biāo)。隨著軍事和民用需求的增加，地面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(Ground Moving Target Indication, GMTI)功能越來越受到重視，SAR-GMTI技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。SAR-GMTI技術(shù)能夠在獲取靜止場景的同時(shí)，對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行檢測。軍事上，SAR-GMTI系統(tǒng)具有極大的應(yīng)用價(jià)值，其能夠?qū)Φ孛婊蛘吆Ｃ孢M(jìn)行大面積偵查、監(jiān)視，同時(shí)對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行檢測、跟蹤、定位，對(duì)于軍事戰(zhàn)場信息實(shí)時(shí)觀察和反饋具有重要意義。在民用領(lǐng)域，SAR-GMTI同樣具有十分重要的意義，例如對(duì)公路上的車輛和海面上的船只的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)視，從而為交通管理提供必要的幫助。
[0004]近年來，為了進(jìn)一步提高SAR-GMTI系統(tǒng)的偵察和監(jiān)控能力，SAR地面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)成像成為研究熱點(diǎn)。然而，現(xiàn)有SAR地面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)成像技術(shù)大多針對(duì)勻速地面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，針對(duì)加速地面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的技術(shù)未見報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提出一種基于等效距離方程的地面加速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)成像方法，無需知道目標(biāo)的位置參數(shù)、速度參數(shù)和加速度，利用現(xiàn)有的針對(duì)靜止目標(biāo)的成像算法對(duì)地面加速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)成像，大大簡化了編程和系統(tǒng)信號(hào)處理結(jié)構(gòu)；而且能夠?qū)Φ孛婕铀龠\(yùn)動(dòng)目標(biāo)成像精確，計(jì)算效率高。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)思路是:1)對(duì)目標(biāo)距離方程的平方進(jìn)行二次擬合，建立等效距離方程，并將地面加速目標(biāo)等效成靜止目標(biāo)；2)將目標(biāo)原始回波信號(hào)變換到二維頻域，并根據(jù)等效距離方程，建立二維頻域地面加速度目標(biāo)的信號(hào)模型；3)根據(jù)二維頻域地面加速度目標(biāo)的信號(hào)模型，利用靜止目標(biāo)成像算法對(duì)地面加速目標(biāo)成像。利用等效距離方程將地面加速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)等效成靜止目標(biāo)，然后利用現(xiàn)有的針對(duì)靜止目標(biāo)的成像算法對(duì)地面加速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)成像。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。[0008]一種基于等效距離方程的地面加速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)成像方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0009]步驟1，對(duì)目標(biāo)距離方程的平方進(jìn)行二次擬合，建立等效距離方程，并將地面加速目標(biāo)等效成靜止目標(biāo)；
[0010]其中雷達(dá)工作在正側(cè)視模式下，雷達(dá)平臺(tái)速度為va，ta為慢時(shí)間；ta=0時(shí)，目標(biāo)方位向速度、方位向加速度、距離向速度、距離向加速度分別為vx、ax、vy和ay,且此時(shí),雷達(dá)位于坐標(biāo)原點(diǎn)，目標(biāo)位于(0，yQ)；
[0011]ta時(shí)刻目標(biāo)到雷達(dá)的瞬時(shí)距離方程表示為:
【權(quán)利要求】
1.一種基于等效距離方程的地面加速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)成像方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1，對(duì)目標(biāo)距離方程的平方進(jìn)行二次擬合，建立等效距離方程，并將地面加速目標(biāo)等效成靜止目標(biāo)； 其中雷達(dá)工作在正側(cè)視模式下，雷達(dá)平臺(tái)速度為va，1為慢時(shí)間；ta=0時(shí)，目標(biāo)方位向速度、方位向加速度、距離向速度、距離向加速度分別為Vx、ax、vy和ay，且此時(shí)，雷達(dá)位于坐標(biāo)原點(diǎn)，目標(biāo)位于(0，y。)； ta時(shí)刻目標(biāo)到雷達(dá)的瞬時(shí)距離方程表示為:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于等效距離方程的地面加速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)成像方法，其特征在于，步驟2的具體子步驟為: 2a)地面加速度目標(biāo)的原始回波信號(hào)可表示為:
【文檔編號(hào)】G01S13/90GK103983970SQ201410143272
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月10日
【發(fā)明者】王彤, 李永康, 魯緣政, 任倩倩 申請(qǐng)人:西安電子科技大學(xué)