一种基于InSAR构型的地面运动目标检测方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于InSAR构型的地面运动目标检测方法和装置，其中，该方法包括：根据场景辐照区接收到的原始回波信号建立滑动聚束SAR回波模型，并对模型中的单个雷达的二维滑动聚束初始SAR图像；将成像后的多个雷达的初始SAR图像组成三维矩阵，对三维矩阵切片进行压缩感知处理，获得SAR图像；对SAR图像进行配准处理，不同SAR图像中的同一像素对应于同一地面单元；对配准后的SAR图像进行空时自适应处理；对空时自适应处理后的SAR图像进行高程相位补偿；利用恒虚警率检测技术对高程相位补偿后的SAR图像进行目标检测。该方法采用高程相位补偿的方法可以明显提高测速精度，可以将测速误差控制在0.05左右。
【专利说明】一种基于InSAR构型的地面运动目标检测方法和装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及地面运动目标检测【技术领域】，具体地，涉及一种基于InSAR构型的地 面运动目标检测方法和装置。
【背景技术】
[0002] 地面运动目标检测（GMTI，GroundMovingTargetIndication)在军事上具有特 殊重要的意义，一直是人们关注的焦点问题。传统的单星天基雷达由于受到基线长度的限 制，大大制约了其GMTI的性能。干涉合成孔径雷达（InSAR，InterferometricSynthetic ApertureRadar)系统具有长基线和多基线的特点，实现了对目标地面三维地貌的高精度 成像和对地面运动目标高精度检测，即能在获取高程信息的同时检测运动目标，并由于其 在检测低速运动目标方面具有明显优势，使得结合InSAR做地面运动目标检测成为国内外 研宄的一个重要方面。
[0003] 目前在InSAR构型下进行GMTI的相关研宄有：基于分布式小卫星的地面运动目标 检测方法（美国的TechSat21计划）；利用InSAR构型具有单航过的优点，并能提供长基线 和多基线，降低地面动目标检测的最小可检测速度（MDV);在InSAR-GMTI处理过程中引 入运动目标成像的概念从而提高测速精度的方法。然而，上述处理方法都很少充分考虑由 于较长垂直基线带来的杂波抑制和存在配准误差时动目标测速定位的稳健性问题，如杂波 自由度随地形起伏大大增加等。
【发明内容】
[0004] 本发明是为了克服现有技术中地面运动目标检测时不能充分考虑于较长垂直基 线带来的杂波抑制等造成稳健性不高的缺陷，根据本发明的一个方面，提出一种基于InSAR 构型的地面运动目标检测方法。
[0005] 本发明实施例提供的一种基于InSAR构型的地面运动目标检测方法，包括：根据 场景辐照区接收到的原始回波信号建立滑动聚束SAR回波模型，并对模型中的单个雷达的 二维滑动聚束初始SAR图像；将成像后的多个雷达的初始SAR图像组成三维矩阵，对三维 矩阵切片进行压缩感知处理，获得SAR图像；对SAR图像进行配准处理，不同SAR图像中的 同一像素对应于同一地面单元；对配准后的SAR图像进行空时自适应处理；对空时自适应 处理后的SAR图像进行高程相位补偿；利用恒虚警率检测技术对高程相位补偿后的SAR图 像进行目标检测。
[0006] 在上述技术方案中，对SAR图像进行配准处理，包括：利用像素配准法或亚像素配 准法对SAR图像进行配准处理，图像配准的精度高于十分之一个分辨单元。
[0007] 在上述技术方案中，对配准后的SAR图像进行空时自适应处理，还包括：根据联合 像素消杂波的方法对SAR图像进行杂波抑制处理。
[0008] 在上述技术方案中，对空时自适应处理后的SAR图像进行高程相位补偿，包括：
[0009] 根据两幅SAR图像进行高程相位补偿，两幅SAR图像干涉相位为：
【权利要求】
1. 一种基于InSAR构型的地面运动目标检测方法，其特征在于，包括： 根据场景辐照区接收到的原始回波信号建立滑动聚束SAR回波模型，并对模型中的单 个雷达的二维滑动聚束初始SAR图像； 将成像后的多个雷达的初始SAR图像组成三维矩阵，对三维矩阵切片进行压缩感知处 理，获得SAR图像； 对所述SAR图像进行配准处理，不同SAR图像中的同一像素对应于同一地面单元； 对配准后的SAR图像进行空时自适应处理； 对空时自适应处理后的SAR图像进行高程相位补偿； 利用恒虚警率检测技术对高程相位补偿后的SAR图像进行目标检测。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述SAR图像进行配准处理，包括： 利用像素配准法或亚像素配准法对所述SAR图像进行配准处理，图像配准的精度高于 十分之一个分辨单元。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对配准后的SAR图像进行空时自适应 处理，还包括： 根据联合像素消杂波的方法对SAR图像进行杂波抑制处理。
4. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述对空时自适应处理后的SAR图像 进行高程相位补偿，包括： 根据两幅SAR图像进行高程相位补偿，两幅SAR图像干涉相位为：
其中S1Q, j)和S2 (i，j)分别代表复图像1和2的复值，L和K代表在距离向和方位向 滑窗大小，L = K = 3。 高程相位补偿后的SAR图像像素值为： ?(/，./)=4'/,,/X (/，,/)。
5. -种基于InSAR构型的地面运动目标检测装置，其特征在于，包括： 滑动聚束模块，用于根据场景辐照区接收到的原始回波信号建立滑动聚束SAR回波模 型，并对模型中的单个雷达的二维滑动聚束初始SAR图像； 压缩感知模块，用于将成像后的多个雷达的初始SAR图像组成三维矩阵，对三维矩阵 切片进行压缩感知处理，获得SAR图像； 配准模块，用于对所述SAR图像进行配准处理，不同SAR图像中的同一像素对应于同一 地面单元； 空时自适应处理模块，用于对配准后的SAR图像进行空时自适应处理； 高程相位补偿模块，用于对空时自适应处理后的SAR图像进行高程相位补偿； 目标检测模块，用于利用恒虚警率检测技术对高程相位补偿后的SAR图像进行目标检 测。
6. 根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述配准模块具体用于： 利用像素配准法或亚像素配准法对所述SAR图像进行配准处理，图像配准的精度高于 十分之一个分辨单元。
7. 根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述空时自适应处理模块，还用于： 根据联合像素消杂波的方法对SAR图像进行杂波抑制处理。
8. 根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述高程相位补偿模块具体用于： 根据两幅SAR图像进行高程相位补偿，两幅SAR图像干涉相位为：
其中S1Q, j)和S2 (i，j)分别代表复图像1和2的复值，L和K代表在距离向和方位向 滑窗大小，L = K = 3。 高程相位补偿后的SAR图像像素值为：
【文档编号】G01S7/41GK104515980SQ201410745162
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2014年12月8日 优先权日:2014年12月8日
【发明者】文珺, 叶进, 周争光, 李明, 许京伟, 杨科 申请人:广西大学