双基前视sar动目标成像方法与动目标速度估计方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于失配压缩的双基前视SAR动目标成像方法与动目标速度估计方法。本发明的成像方法首先推导出双基前视SAR动目标多普勒质心和多普勒调频率并构造出动目标方位信号；接着利用存在速度估计误差的参考函数与动目标方位信号进行失配压缩处理，然后基于驻定相位原理得到失配压缩处理的动目标散焦结果图像；最后利用该散焦图像的位置及散焦展宽宽度，与多普勒质心误差、多普勒调频率误差的关系，完成对多普勒质心误差、多普勒调频率误差的估计；进而可以得到动目标的准确多普勒质心、多普勒调频率，最后利用估计出的动目标准确多普勒质心、多普勒调频率完成对动目标的成像处理。
【专利说明】双基前视SAR动目标成像方法与动目标速度估计方法
【技术领域】
[0001]本发明属于雷达【技术领域】，特别涉及合成孔径雷达成像技术中的双基前视SAR的动目标成像方法与动目标速度估计方法。
【背景技术】
[0002]合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)是一种全天时、全天候的现代高分辨率微波遥感成像雷达，它利用雷达天线和目标区域间的相对运动来获得空间的高分辨率。在地形测绘、植被分析、海洋及水文观测、环境及灾害监视以及资源勘探等领域，SAR发挥了越来越重要的作用。但是由于本身工作体制的限制，现有单基地SAR并不能实现飞行器前视区域的高分辨成像，从而使SAR技术在飞行器前视对地、自主着陆、物资空投等方面不能充分的发挥作用。
[0003]双基地SAR是一种新的雷达体制，系统发射站和接收站分置于不同平台上，收发分置的特点使其具备了许多突出的优点和特点，它能获取目标的非后向散射信息，具有作用距离远、隐蔽性和抗干扰性强等特点。另外，由于双基地SAR接收站不含大功率器件，其功耗低、体积小、重量轻，便于多种类型的飞机携带，造价较低。总之，双基地SAR作为一种空间对地观测的新手段，在民用和军用领域都有着广阔的发展空间。
[0004]双基前视SAR (BFL-SAR)是指发射站侧视或斜视，接收站前视的双基地SAR。其主要特点是能对飞行方向进行成像，能应用于自主导航、自主着陆、空投物资及精确末端制导中。但BFL-SAR在地面动目标成像与动目标速度估计中存在诸多难点,如:地面动目标的非协作运动影响双基地距离历史；BFL-SAR传感器与地面动目标之间的运动存在复杂的耦合关系，特别是在BFL-SAR中接收站的前视模式，造成了一阶耦合强，难以分辨出各自运动带来的影响等，所以不能采用简单的成像与速度估计方法。
[0005]在文 献:“Range doppler algorithm for bistatic missile-borneforward-looking sar, ” ?.Yusheng, Z.Linrang, L.Yan, L.Nan and L.Xin, insynthetic aperture radar, 2009.APSAR, 2009.2ndAsian-Pacific Conferenceon, pp.960 - 963，2009,文献:“Focusing bistatic forward-looking sar using chirpscaling algorithm, ”J.ffu, J.Yang, Y.Huang and H.Yang, in Radar Conference, IEEE, 201
I,pp.1036 - 1039 以及文献:“Extended sifft algorithm for bistatic forward-lookingsar,，，H.Wang, J.Yang, Y, Huang and J.ffu, in synthetic aperture radar, 2009.APSAR, 2009.2ndAsian-Pacif ic Conference on, pp.955-959，2009.中，均提及了 BFL-SAR成像的研究，但均是关于BFL-SAR静止场景成像的研究，并未涉及地面动目标的成像。
[0006]在文献:“MovingTarget Imaging Algorithm for SAR Data”，S.fferness, IEEETrans, on Aerospace and Electronic Systems, vol.26, n0.1, pp.57 - 67, 1990,文献:“Ground Moving Targets Imaging Algorithm for Synthetic Aperture Radar，，, S.Zhu, G.Liao, Y.Qu, Z.Zhou, and X.Liu , IEEE Trans, on Geoscience and Remote Sensing, vol.49，n0.1，pp.462-477，2011 以及文献,Theory of Synthetic Aperture Radar Imaging ofa Moving Target, 〃J.K.Taoj IEEE Trans, on Geoscience and Remote Sensing, vol.39，n0.9, pp.1984-1992, 2001.中，均集中在双基正侧视SAR地面动目标成像的研究，未涉及BFL-SAR地面动目标成像与动目标速度估计的研究。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提出一种基于失配压缩的BFL-SAR动目标成像方法与动目标速度估计方法，以克服现有方法中BFL-SAR动目标成像与动目标速度估计难的问题。
[0008]本发明的技术方案为:一种基于失配压缩的BFL-SAR动目标成像方法，具体包括如下步骤:
[0009]步骤一:建立BFL-SAR成像几何模型，完成参数初始化；
[0010]设P为成像区域中的动目标，假设其距离向和方位向的运动速度分别为\和Va ；BFL-SAR发射站与动目标P的斜视距离为RT，发射站速度为VT，发射站飞行方向与波束中心夹角为Θ ;接收站与动目标P的斜视距离为Rk，发射站速度为％，接收站飞行方向与波束中心夹角为零度；
[0011]步骤二:获取BFL-SAR动目标的多普勒质心和多普勒调频率；
[0012]BFL-SAR模式下，动目标P的多普勒质心fdc为:
【权利要求】
1.一种基于失配压缩的BFL-SAR动目标成像方法，具体包括如下步骤: 步骤一:建立BFL-SAR成像几何模型，完成参数初始化； 设P为成像区域中的动目标，假设其距离向和方位向的运动速度分别为 ' 和va;BFL-SAR发射站与动目标P的斜视距离为RT，发射站速度为VT，发射站飞行方向与波束中心夹角为Θ ;接收站与动目标P的斜视距离为Rk，发射站速度为％，接收站飞行方向与波束中心夹角为零度； 步骤二:获取BFL-SAR动目标的多普勒质心和多普勒调频率； BFL-SAR模式下，动目标P的多普勒质心fd。为:
2.—种BFL-SAR动目标速度估计方法，包括如下步骤: 步骤一:建立BFL-SAR成像几何模型，完成参数初始化； 设P为成像区域中的动目标，假设其距离向和方位向的运动速度分别为 ' 和va;BFL-SAR发射站与动目标P的斜视距离为RT，发射站速度为VT，发射站飞行方向与波束中心夹角为Θ ;接收站与动目标P的斜视距离为Rk，发射站速度为％，接收站飞行方向与波束中心夹角为零度； 步骤二:获取BFL-SAR动目标的多普勒质心和多普勒调频率； BFL-SAR模式下，动目标P的多普勒质心fd。为:
【文档编号】G01S13/58GK103885062SQ201410136027
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年4月8日 优先权日:2014年4月8日
【发明者】李中余, 武俊杰, 孙稚超, 杨海光, 黄钰林, 杨建宇 申请人:电子科技大学