一种宽带多波段成像的相参处理方法
【专利摘要】本发明属于目标特性与目标识别【技术领域】，具体涉及一种宽带多波段成像的相参处理方法。该方法包括如下步骤：对两个雷达分别测得的同一目标的两个不同频带数据分别进行建模外推处理，得到频率范围一致的频率响应数据；对外推后的宽带数据进行成像处理，提取两组距离像的散射中心位置信息；分别求取相应散射中心的位置差，最后得到平均的位置差，进而得到线性相位误差估计；按顺序求得两组散射中心的幅度误差，得到幅度误差的估计；对某频带外推后数据进行线性相位误差和幅度误差的补偿，并重新提取补偿后的散射中心位置、幅度、相位信息；按顺序求得两组散射中心的相位差，得到固定相位误差。该方法具有较小的计算量和较高的估计精度。
【专利说明】一种宽带多波段成像的相参处理方法
【技术领域】
[0001]本发明属于目标特性与目标识别【技术领域】，具体涉及一种宽带多波段成像的相参处理方法。
【背景技术】
[0002]对不同波段宽带雷达进行数据融合能够获得更大带宽的数据，从而获得更好的距离分辨率。在进行数据融合处理之前，对不同波段数据进行相参处理是该项技术的关键。在宽带多波段雷达成像技术中，相参处理是信号融合的前提和关键。从目前公开的文献资料来看，相参处理一般是建立非线性的目标函数，然后使用极大似然估计、非线性最小二乘或是各种非线性优化算法来估计幅相补偿参数，一般需要定义相干函数，然后进行多维优化求解，但是采用优化方法求解最优值易陷入局部极小值而难以得到满意的结果；也有文献提出了基于空间谱估计的幅相补偿方法、利用外推数据相关性求取线性相移的方法、基于频域建模和极点相干处理的方法，但是这些方法在处理中简化了幅度误差，而且计算量也较大。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于针对宽带多波段雷达信号层融合中的相参处理问题，提出了一种基于频率外推和散射中心提取的宽带多波段成像的相参处理方法，以克服现有技术存在的上述不足。
[0004]为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为:
[0005]一种宽带多波段成像的相参处理方法，该方法包括如下步骤:`[0006]步骤一:对两个雷达分别测得的同一目标的两个不同频带数据分别进行建模外推处理,得到频率范围一致的频率响应数据；
[0007]步骤二:对外推后的宽带数据进行成像处理，提取两组距离像的散射中心位置信息；
[0008]步骤三:得到散射中心位置信息后，分别求取相应散射中心的位置差，最后得到平均的位置差，进而得到线性相位误差估计；
[0009]步骤四:按顺序求得两组散射中心的幅度误差，得到幅度误差的估计；
[0010]步骤五:对某频带外推后数据进行线性相位误差和幅度误差的补偿，并重新提取补偿后的散射中心位置、幅度、相位信息；按顺序求得两组散射中心的相位差，得到固定相位误差。
[0011]所述步骤一的实现方法如下:分别对两个频带数据进行建模，建立衰减值数和(DE)模型:
M
[0012]xDE(n) = Kpi
(8)
[0013]其中，M为模型阶数，dm和pm分别为模型的幅度和极点参数，η为雷达测得的数据总数；假设频带I的数据为X1，数据量为N1，频带2的数据为X2量，数据量为N2，缺失频带的数据量为NL，则频带I和频带2分别外推后得到的数据为Hi1和m2，其量皆为N = NjNfNL。
[0014]所述模型参数dm和pm通过MUSIC方法估计，并进行频率响应的外推。
[0015]所述步骤二的实现方法如下:对两个频段外推后的数据分别进行成像处理，得到各自的一维距离像HRRPl和HRRP2，然后分别提取目标散射中心，得到两组散射中心的位置、幅度和相位信息
[0016]位置信息:[Sr11,Sr12......Srip], [Sr21, Sr22......Sr2p]
[0017]幅度信息:[SAm11,SAm12......SAmip], [SAm21, SAm22......SAm2p]
[0018]相位信息:[SAg11,SAg12......SAgip], [SAg21, SAg22......SAg2p]。
[0019]所述提取目标散射中心的方法为门限-峰值搜索方法，具体方法为:搜索一维距离像的最大散射中心幅度SAmax，然后设定目标支撑区提取门限Ma，得到目标支撑区，再对目标支撑区进行峰值搜索，得到各个散射中心的位置[Sr1, Sr2……Srp]，其中P为提取的散射中心数量。
[0020]所述步骤三的实现方法如下:得到散射中心位置信息后，分别求取相应散射中心的位置差，最后得到平均的位置差:
[0021]
【权利要求】
1.一种宽带多波段成像的相参处理方法，其特征在于:该方法包括如下步骤: 步骤一:对两个雷达分别测得的同一目标的两个不同频带数据分别进行建模外推处理，得到频率范围一致的频率响应数据； 步骤二:对外推后的宽带数据进行成像处理，提取两组距离像的散射中心位置信息；步骤三:得到散射中心位置信息后，分别求取相应散射中心的位置差，最后得到平均的位置差，进而得到线性相位误差估计； 步骤四:按顺序求得两组散射中心的幅度误差，得到幅度误差的估计； 步骤五:对某频带外推后数据进行线性相位误差和幅度误差的补偿，并重新提取补偿后的散射中心位置、幅度、相位信息；按顺序求得两组散射中心的相位差，得到固定相位误差。
2.根据权利要求1所述的宽带多波段成像的相参处理方法，其特征在于:所述步骤一的实现方法如下:分别对两个频带数据进行建模，建立衰减值数和(DE)模型:
3.根据权利要求2所述的宽带多波段成像的相参处理方法，其特征在于:所述模型参数dm和Pm通过MUSIC方法估计，并进行频率响应的外推。
4.根据权利要求1所述的宽带多波段成像的相参处理方法，其特征在于:所述步骤二的实现方法如下:对两个频段外推后的数据分别进行成像处理，得到各自的一维距离像HRRPl和HRRP2，然后分别提取目标散射中心，得到两组散射中心的位置、幅度和相位信息 位置信息:[Sr11, Sr12......Sr1P], [Sr21, Sr22......Sr2p] 幅度信息:[SAm11, SAm12......SAmip]，[SAm21, SAm22......SAm2p] 相位信息:[SAg11, SAg12......SAgip], [SAg21, SAg22......SAg2p]。
5.根据权利要求4所述的宽带多波段成像的相参处理方法，其特征在于:所述提取目标散射中心的方法为门限-峰值搜索方法，具体方法为:搜索一维距离像的最大散射中心幅度SAmax，然后设定目标支撑区提取门限Ma，得到目标支撑区，再对目标支撑区进行峰值搜索，得到各个散射中心的位置[Sr1, Sr2……Srp]，其中P为提取的散射中心数量。
6.根据权利要求1所述的宽带多波段成像的相参处理方法，其特征在于:所述步骤三的实现方法如下:得到散射中心位置信息后，分别求取相应散射中心的位置差，最后得到平均的位置差:
7.根据权利要求1所述的宽带多波段成像的相参处理方法，其特征在于:所述步骤四的实现方法如下:分别求取相应散射中心的幅度差异，再得到平均的幅度差异即为幅度误差
8.根据权利要求1所述的宽带多波段成像的相参处理方法，其特征在于:所述步骤五的实现方法如下:首先对单个外推频段进行线性相移和幅度的补偿
【文档编号】G01S7/41GK103675783SQ201210362151
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月25日 优先权日:2012年9月25日
【发明者】黄璟, 宁超, 肖志河 申请人:中国航天科工集团第二研究院二〇七所