基于等效距离方程的地面加速运动目标成像方法
【专利摘要】本发明属于雷达【技术领域】，公开了一种基于等效距离方程的地面加速运动目标成像方法，其步骤为：1）对目标距离方程的平方进行二次拟合，建立等效距离方程，并将地面加速目标等效成静止目标；2）将目标原始回波信号变到二维频域；3）根据等效距离方程，建立二维频域地面加速度目标的信号模型；4）根据二维频域地面加速度目标的信号模型，利用静止目标成像算法对地面加速目标成像。本发明仅需知道等效速度，不需知道目标的速度参数、位置参数和加速度，就可用静止目标成像算法对地面加速运动目标精确成像，并大大简化了编程和系统信号处理结构。
【专利说明】基于等效距离方程的地面加速运动目标成像方法
【技术领域】
[0001]本发明属于雷达【技术领域】，具体地说是一种基于等效距离方程的地面加速运动目标成像方法，用于合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)对地面加速度运动目标成像。
【背景技术】
[0002]合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)是二十世纪五十年代发展起来的一种具有全天候、全天时、高穿透、高分辨特性的微波成像雷达。与传统雷达相比，SAR能够获得更高的分辨率和成像精度。作为现代雷达技术的重大突破，SAR已广泛应用于军事侦查、地质勘测、灾情评估、遥感等领域。随着世界各国对此项技术的竞相研究，SAR技术正在向着高分辨、多波段、多模式、全极化等方向快速发展。
[0003]传统SAR只是用来对地物背景进行二维成像，而不涉及对于运动目标的检测和成像。由于动目标具有运动特性，利用常规的成像算法对动目标成像后会造成散焦和方位向偏移，因此需要将成像技术和动目标检测技术结合，使其能够区分出动目标和静目标。随着军事和民用需求的增加，地面运动目标检测(Ground Moving Target Indication, GMTI)功能越来越受到重视，SAR-GMTI技术应运而生。SAR-GMTI技术能够在获取静止场景的同时，对运动目标进行检测。军事上，SAR-GMTI系统具有极大的应用价值，其能够对地面或者海面进行大面积侦查、监视，同时对运动目标进行检测、跟踪、定位，对于军事战场信息实时观察和反馈具有重要意义。在民用领域，SAR-GMTI同样具有十分重要的意义，例如对公路上的车辆和海面上的船只的运行状况进行监视，从而为交通管理提供必要的帮助。
[0004]近年来，为了进一步提高SAR-GMTI系统的侦察和监控能力，SAR地面运动目标成像成为研究热点。然而，现有SAR地面运动目标成像技术大多针对匀速地面运动目标，针对加速地面运动目标的技术未见报道。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提出一种基于等效距离方程的地面加速运动目标成像方法，无需知道目标的位置参数、速度参数和加速度，利用现有的针对静止目标的成像算法对地面加速运动目标成像，大大简化了编程和系统信号处理结构；而且能够对地面加速运动目标成像精确，计算效率高。
[0006]本发明的技术思路是:1)对目标距离方程的平方进行二次拟合，建立等效距离方程，并将地面加速目标等效成静止目标；2)将目标原始回波信号变换到二维频域，并根据等效距离方程，建立二维频域地面加速度目标的信号模型；3)根据二维频域地面加速度目标的信号模型，利用静止目标成像算法对地面加速目标成像。利用等效距离方程将地面加速运动目标等效成静止目标，然后利用现有的针对静止目标的成像算法对地面加速运动目标成像。
[0007]为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。[0008]一种基于等效距离方程的地面加速运动目标成像方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0009]步骤1，对目标距离方程的平方进行二次拟合，建立等效距离方程，并将地面加速目标等效成静止目标；
[0010]其中雷达工作在正侧视模式下，雷达平台速度为va，ta为慢时间；ta=0时，目标方位向速度、方位向加速度、距离向速度、距离向加速度分别为vx、ax、vy和ay,且此时,雷达位于坐标原点，目标位于(0，yQ)；
[0011]ta时刻目标到雷达的瞬时距离方程表示为:
【权利要求】
1.一种基于等效距离方程的地面加速运动目标成像方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1，对目标距离方程的平方进行二次拟合，建立等效距离方程，并将地面加速目标等效成静止目标； 其中雷达工作在正侧视模式下，雷达平台速度为va，1为慢时间；ta=0时，目标方位向速度、方位向加速度、距离向速度、距离向加速度分别为Vx、ax、vy和ay，且此时，雷达位于坐标原点，目标位于(0，y。)； ta时刻目标到雷达的瞬时距离方程表示为:
2.根据权利要求1所述的基于等效距离方程的地面加速运动目标成像方法，其特征在于，步骤2的具体子步骤为: 2a)地面加速度目标的原始回波信号可表示为:
【文档编号】G01S13/90GK103983970SQ201410143272
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年4月10日 优先权日:2014年4月10日
【发明者】王彤, 李永康, 鲁缘政, 任倩倩 申请人:西安电子科技大学