匹配滤波器为实施例1不加噪声仿真中第512个目标脉冲响应时间反褶后的复共轭；图7(c)示出了所述低SNR仿真的干涉处理后距离向匹配滤波得到的距离向积分信号，经距离向匹配滤波后，距离向能量积分使PSNR提高为1dB;所述匹配滤波的输入信号为低SNR仿真中干涉信号，匹配滤波器为实施例1不加噪声仿真中PCA模板的时间反褶后的复共轭；图7(d)示出了所述低SNR仿真的干涉处理前距离向匹配滤波得到的距离向积分信号经慢时间傅里叶变换得到的慢时间积分信号；图7(e)示出了所述低SNR仿真的干涉处理后距离向匹配滤波得到的距离向积分信号经慢时间傅里叶变换得到的慢时间积分信号。
[0073]实施例3:图8?图11示出了本发明的实际飞机数据处理结果。
[0074]图8为本发明的实际飞机数据的二维高分辨率成像结果示意图。
[0075]图9(a)示出了本发明的实际飞机数据的所有1024个目标脉冲响应的相位图，图9(b)示出了所述实际飞机数据干涉信号的干涉相位图。
[0076]图10(a)示出了本发明的实际飞机数据的干涉处理前的相关系数，所述相关系数由实际飞机数据的所有1024个目标脉冲响应和实际飞机数据的第512个目标脉冲响应计算得出；图10(b)示出了所述实际飞机数据的干涉处理后的相关系数，所述相关系数由实际飞机数据的干涉信号和实际飞机数据的PCA模板计算得出(实际飞机数据的PCA模板即所述实际飞机数据中干涉信号经过PCA处理得到的第一主成分)。
[0077]图11(a)示出了本发明的实际飞机数据的干涉处理前距离向匹配滤波得到的距离向积分信号，所述匹配滤波的输入信号为实际飞机数据的所有1024个目标脉冲响应，匹配滤波器为实际飞机数据的第512个目标脉冲响应时间反褶后的复共轭；图11(b)示出了所述实际飞机数据的干涉处理后距离向匹配滤波得到的距离向积分信号，所述匹配滤波的输入信号为实际飞机数据的干涉信号，匹配滤波器为实际飞机数据的PCA模板的时间反褶后的复共轭。图11(c)示出了所述实际飞机数据的干涉处理前距离向匹配滤波得到的距离向积分信号经慢时间傅里叶变换得到的慢时间积分信号；图11(d)示出了所述实际飞机数据的干涉处理后距离向匹配滤波得到的距离向积分信号经慢时间傅里叶变换得到的慢时间积分信号O
[0078]通过上述仿真和实际数据处理结果可得出以下结论:
[0079](I)干涉处理前，目标脉冲响应的相位沿距离向和横向的变化均较快，各距离门信号的随机初相位随慢时间变化不一致，导致匹配照射结果随慢时间起伏严重;干涉处理后，干涉信号的相位沿距离向和横向的变化均减缓，使各距离门的随慢时间的相位变化基本一致，因此干涉处理缓解了匹配照射结果随慢时间起伏严重的问题；
[0080](2)干涉处理及PCA方法的联合使用，显著提高了相关系数的均值，解决了由目标姿态角变化引起的不同慢时间时刻的目标脉冲响应相关性低的问题。因此，将PCA模板用于基于InISAR的目标识别，有助于提升其目标识别性能；
[0081](3)距离向匹配滤波用于距离向能量积分，等效实现了匹配照射提高目标探测性能的效果，并且不需要额外产生匹配照射所需的匹配发射波形，使系统得以简化；
[0082](4)对于距离向匹配滤波后的距离向积分信号，其相位沿慢时间基本呈线性变化，故慢时间傅里叶变换能有效地累积能量和获得较好的慢时间积分结果，提高了运动目标的探测性能。
[0083]以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于InISAR系统的运动目标探测方法，其特征在于，包括以下步骤: 训练阶段: 步骤SI:通过两个天线分别获得目标脉冲响应； 步骤S2:将两个天线获取的目标脉冲响应做干涉处理，获得干涉信号； 步骤S3:对所述干涉信号，利用主成分分析处理生成主成分分析模板； 实际测试阶段: 步骤S4:通过两个天线分别获得目标脉冲响应； 步骤S5:将两个天线获取的目标脉冲响应做干涉处理，获得干涉信号； 步骤S6:对所述干涉信号，利用训练阶段生成的所述主成分分析模板进行距离向匹配滤波，得到距离向积分信号； 步骤S7:对所述距离向积分信号，利用慢时间傅里叶变换得到慢时间积分信号； 步骤S8:利用所述慢时间积分信号实现距离-多普勒域目标探测。2.如权利要求1所述的基于InISAR系统的运动目标探测方法，其特征在于，所述步骤SI和S4中，目标脉冲响应是在InISAR发射宽带线性调频信号后，目标回波经过距离向脉冲压缩和距离徙动校正两步处理后得到的。3.如权利要求1所述的基于InISAR系统的运动目标探测方法，其特征在于，所述步骤S2和S5中，所述干涉处理用于抑制由目标姿态角变化引起的目标脉冲响应中各距离门信号的随机初相位随慢时间变化不一致的问题，并缓解匹配照射结果随慢时间起伏严重的问题。4.如权利要求1所述的基于InISAR系统的运动目标探测方法，其特征在于，在所述步骤S3中，在所述主成分分析模板形成时，所述主成分分析模板是干涉信号经过主成分分析处理得到的第一主成分。5.如权利要求1所述的基于InISAR系统的运动目标探测方法，其特征在于，在所述步骤S3中，要求信噪比大于等于20分贝。6.如权利要求1所述的基于InISAR系统的运动目标探测方法，其特征在于，所述步骤S6中，所述距离向匹配滤波的匹配滤波器为主成分分析模板的时间反褶后的复共轭，所述距离向匹配滤波能实现距离向能量积分，等效实现匹配照射提高目标探测性能的效果，并且不需要额外产生匹配照射所需的匹配发射波形。7.如权利要求1所述的基于InISAR系统的运动目标探测方法，其特征在于，在所述步骤S6中，要求信噪比大于等于O分贝。8.如权利要求1所述的基于InISAR系统的运动目标探测方法，其特征在于，所述步骤S7中，所述慢时间傅里叶变换用于慢时间能量积分，提高目标探测性能。9.如权利要求1所述的基于InISAR系统的运动目标探测方法，其特征在于，所述干涉处理和主成分分析处理解决了由目标姿态角变化引起的不同慢时间时刻的目标脉冲响应相关性低的问题;将主成分分析模板用于基于InISAR的目标识别，有助于提升目标识别性能。10.如权利要求1至9任意一项所述的基于InISAR系统的运动目标探测方法在激光波段的干涉逆合成孔径激光雷达上的应用，所述应用能获得更好的距离向能量积分效果和目标探测性能。
【专利摘要】一种基于InISAR系统的运动目标探测方法，包括：在训练阶段，通过两天线获得目标脉冲响应，对其做干涉处理和PCA处理，生成PCA模板；在实际测试阶段，通过两天线获得目标脉冲响应；将所获目标脉冲响应做干涉处理，获得干涉信号；利用训练阶段生成的PCA模板对干涉信号进行距离向匹配滤波，得到距离向积分信号；对距离向积分信号，利用慢时间傅里叶变换得到慢时间积分信号；在距离-多普勒域实现目标探测。本发明的方法不需产生匹配发射波形，即可等效实现匹配照射，并解决匹配照射结果随慢时间起伏严重的问题，通过二维积分可提高对运动目标的探测性能；将PCA模板用于基于InISAR的目标识别，有助于提升目标识别性能。
【IPC分类】G01S13/90
【公开号】CN105510916
【申请号】CN201510854832
【发明人】李道京, 杜剑波, 马萌
【申请人】中国科学院电子学研究所
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年11月30日