专利名称：基于子孔径参数估计的双基地isar图像融合方法
技术领域：
本发明属于逆合成孔径雷达技术领域，更进一步涉及一种基于子孔径参数估计的双基地逆合成孔径雷达图像融合方法，可获得多视角下的目标图像和更丰富的目标信息。
背景技术：
逆合成孔径雷达(ISAR)具有全天候、全天时和远距离观察等特性，可以对目标进行高分辨率成像和识别，获取相关信息，在现代战争中发挥着关键的作用。与单基地逆合成孔径雷达相比，双基地雷达具有更远的作用距离、更强的抗干扰和获取信息能力等特点。通过多个雷达系统，将在不同视角获取的目标图像进行融合处理，可以获取质量更高的图像以及更加丰富的目标信息。利用已经存在的很多图像融合算法可以对两幅图像进行融合，但这些算法大多数都需要在图像域先对两幅图像进行伸缩旋转完成配准，再使用小波变换或其他方法进行融合。在某些情况下，各个视角下的目标散射特性并不一致，使得两幅目标像的形状和尺寸各异，无法直接在图像域进行叠加，造成融合困难。S. Papson, R. M. Narayanan最先提出了一种基于MFT (Matrix Fourier Transform) 的多视角ISAR图像融合算法，利用ISAR图像的性质，在数据域对图像进行直接融合从而避免了上述问题。这种方法采用的是单基地ISAR的一发一收体制，使得这种方法在实际应用上有很多不足1.由于采用单基地ISAR模型，它的作用距离近，抗干扰以及获取目标信息的能力较低；2.由于是采用一发一收体制，使得系统需经过至少两次收发才能进行图像融合， 图像融合效率不高；3.由于不是同时发射接收，使得得到两幅图像信噪比很低，图像融合质量不高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提出一种基于子孔径参数估计的双基地ISAR图像融合方法，以提高雷达的作用距离、抗干扰及获取目标信息的能力，同时提高图像融合效率，改善图像融合质量。实现本发明目的技术方案是首先建立双基地雷达成像模型，进行成像及融合原理分析，获取两雷达目标的距离多普勒图像，然后利用目标强散射点在不同子孔径间的多普勒差异估计出目标转角速度和半双基地角，在数据域完成对两个雷达各自获取的两幅图像的融合，获得更精确的目标信息，其实施步骤包括如下(1)建立双基地ISAR雷达转台模型，在其基础上以雷达1视线方向建立XOY直角坐标系，以雷达1和雷达2的等效雷达视线方向建立UOV直角坐标系，采用双基地ISAR的一发双收体制获取雷达1和雷达2的目标回波数据；(2)对雷达1和雷达2的目标回波数据进行距离向匹配滤波、运动补偿和方位
4FFT，得到两个雷达获取的目标距离多普勒图像；(3)基于子孔径的参数估计3a)将雷达1的目标回波数据分为前后两子孔径数据段，分别对前后子孔径数据用距离多普勒算法成像，得到两幅具有相似性的图像；3b)计算两幅相似性图像中强散射点的两个孔径间方位向多普勒频率差值Afd， 并由该方位向多普勒频率差值△&，估算出目标转动角速度ω
权利要求
1. 一种基于子孔径参数估计的双基地ISAR图像融合方法，包括如下步骤(1)建立双基地ISAR雷达转台模型，在该模型上以雷达1视线方向建立XOY直角坐标系，以雷达1和雷达2的等效雷达视线方向建立UOV直角坐标系，采用双基地ISAR的一发双收体制获取雷达1和雷达2的目标回波数据；(2)对雷达1和雷达2的目标回波数据进行距离向匹配滤波、运动补偿和方位FFT，得到两个雷达获取的目标距离多普勒图像；(3)基于子孔径的参数估计3a)将雷达1的目标回波数据分为前后两子孔径数据段，分别对前后子孔径数据用距离多普勒算法成像，得到两幅具有相似性的图像；3b)计算两幅相似性图像中强散射点的两个孔径间方位向多普勒频率差值Afd，并由该方位向多普勒频率差值△&，估算出目标转动角速度ω
2.根据权利要求1所述的基于子孔径参数估计的双基地ISAR图像融合方法，其中步骤 3c)所述的根据目标转动角速度ω对两个雷达获取的距离多普勒图像进行方位向定标，是通过如下公式进行Xp=2ω/λfd其中，fd为散射点的多普勒频率，、为所求方位向坐标。
3.根据权利要求1所述的基于子孔径参数估计的双基地ISAR图像融合方法，其中步骤 4c)所述的将完成相位补偿后的雷达1和雷达2回波数据映射到同一直角坐标系XOY进行相干融合，按如下公式进行
全文摘要
本发明公开了一种基于子孔径参数估计的双基地ISAR图像融合方法。主要解决现有双基地ISAR图像融合效率低的问题。其实现过程为建立双基地雷达转台模型；获取两雷达的目标距离多普勒图像；利用孤立强散射点在不同子孔径下的多普勒差值估计出目标的转动角速度，再根据得到的目标转动角速度，进行方位向定标，并通过坐标系间的变换关系估算出半双基地角；对两个雷达数据进行距离向匹配滤波和运动补偿，然后根据估算出的半双基地角和目标转动角速度，采用BP算法对回波相位进行补偿；将完成补偿后雷达1和雷达2数据映射到同一直角坐标系进行相干融合。理论分析和实验结果表明，本发明能够获得效果更好的图像、获取更多的目标信息，可用于目标识别。
文档编号G01S13/90GK102288963SQ20111020553
公开日2011年12月21日 申请日期2011年7月21日 优先权日2011年7月21日
发明者全英汇, 周瑞雨, 徐炜, 李亚超, 许然, 邢孟道 申请人:西安电子科技大学