一种基于星载平台的ISAR运动补偿方法

本发明涉及isar运动补偿领域，特别是涉及基于星载平台的isar运动补偿方法。

背景技术：

1、飞行目标的成像一直是isar成像领域研究的热点。传统的地基成像平台受限于平台位置和地理地形，机载和船载成像平台受到航程限制，均难以实现持续性且稳定的检测。因此，考虑搭载isar的卫星平台对飞行目标成像，然而星载平台所需的探测距离增大，接收到的目标回波能量相应减小，这些因素导致回波能量淹没在噪声中，难以实现精确的运动补偿。目前isar成像运动补偿方法中，基于脉冲间相关性的包络对齐方法和基于图像熵和对比度优化的包络对齐方法，在信噪比较低时，难以实现准确的包络对齐效果；kt算法，只能应用于匀速运动的情况下实现初步包络对齐，无法解决相位误差引起的多普勒徙动；利用相参累加估计运动参数并实现运动补偿的方法，未考虑多散射点模型对运动参数估计造成的影响，难以直接应用于isar成像中的运动补偿。综上所述，目前已经提出一些方法实现低信噪比下的isar成像运动补偿问题，但仍然欠缺星载平台对飞行目标成像这一体制下运动补偿方法的研究。因此，可应用于星载平台低信噪比下运动补偿方法的研究就显得十分有必要。

技术实现思路

1、本发明是为了解决星载平台对飞行目标成像中，因信噪比较低，难以实现准确的运动补偿，导致飞行目标成像质量低的问题，提出一种基于星载平台的isar运动补偿方法。

2、一种基于星载平台的isar运动补偿方法具体过程为：

3、步骤一：构建星载平台对飞行目标成像的几何模型；

4、步骤二：星载雷达对飞行目标回波数据进行采样，对采样的回波数据进行脉冲压缩处理，获得脉冲压缩后的信号数据

5、对脉冲压缩后的信号数据沿快时间维做fft处理，获得沿快时间维做fft处理后的信号数据s(tm,f)；

6、基于沿快时间维做fft处理后的信号数据s(tm,f)计算脉冲压缩后的信号数据的相邻互相关结果r(tm,τ)；

7、其中，fft为快速傅里叶变换；

8、为距离向时域时间，即快时间维；

9、tm为方位向时域时间，即慢时间维；

10、τ为相邻互相关结果的距离向时域时间；

11、f为快时间维频率；

12、步骤三：对相邻互相关结果r(tm,τ)沿慢时间维做fft，搜索fft结果中峰值点对应的距离单元提取距离单元对应的慢时间维信号利用迭代自适应方法对处理，获得二阶运动分量估计结果

13、步骤四：根据步骤三获得的二阶运动分量估计结果构建相位补偿函数p(tm,f)，将相位补偿函数p(tm,f)与沿快时间维做fft处理后的信号数据s(tm,f)相乘，获得二阶运动分量补偿后的信号s'(tm,f)；

14、步骤五：利用楔形变换对信号s'(tm,f)处理获得运动补偿结果skt(tn,f)；

15、步骤六：对步骤五获得的运动补偿结果skt(tn,f)沿慢时间维做fft，并取绝对值，获得目标的rd图像；

16、所述rd为距离多普勒。

17、本发明的有益效果为：

18、本发明提出一种基于星载平台的低信噪比(采用不同参数的发射信号时，所需的最低信噪比均不相同)逆合成孔径雷达(isar)运动补偿方法。本发明主要针对星载平台对飞行目标成像这一体制，在低信噪比下的运动补偿问题进行研究，其步骤为：首先，对原始接收信号进行脉冲压缩及相邻互相关处理；接着，沿慢时间维对信号做傅里叶变换，搜索峰值对应的距离单元；然后，利用迭代自适应方法(iterative adaptive approach,iaa)计算对应距离单元信号频谱，搜索频谱峰值并获得二阶运动分量估计结果；其次，构造相位补偿函数并利用keystone变换(keystone transform，kt)对接收信号进行运动补偿；最后，生成目标的二维rd图像；提高飞行目标成像质量。

技术特征：

1.一种基于星载平台的isar运动补偿方法，其特征在于：所述方法具体过程为：

2.根据权利要求1所述的一种基于星载平台的isar运动补偿方法，其特征在于：所述步骤一中构建星载平台对飞行目标成像的几何模型；具体过程为：

3.根据权利要求2所述的一种基于星载平台的isar运动补偿方法，其特征在于：所述步骤二中星载雷达对飞行目标回波数据进行采样，对采样的回波数据进行脉冲压缩处理，获得脉冲压缩后的信号数据

4.根据权利要求3所述的一种基于星载平台的isar运动补偿方法，其特征在于：所述步骤三中对相邻互相关结果r(tm,τ)沿慢时间维做fft，搜索fft结果中峰值点对应的距离单元提取距离单元对应的慢时间维信号利用迭代自适应方法对处理，获得二阶运动分量估计结果具体过程为：

5.根据权利要求4所述的一种基于星载平台的isar运动补偿方法，其特征在于：所述步骤四中根据步骤三获得的二阶运动分量估计结果构建相位补偿函数p(tm,f)，将相位补偿函数p(tm,f)与沿快时间维做fft处理后的信号数据s(tm,f)相乘，获得二阶运动分量补偿后的信号s'(tm,f)；具体过程为：

6.根据权利要求5所述的一种基于星载平台的isar运动补偿方法，其特征在于：所述步骤五中利用楔形变换对信号s'(tm,f)处理获得运动补偿结果skt(tn,f)；具体过程为：

7.根据权利要求6所述的一种基于星载平台的isar运动补偿方法，其特征在于：所述步骤六中对步骤五获得的运动补偿结果skt(tn,f)沿慢时间维做fft，并取绝对值，获得目标的rd图像；具体过程为：

8.根据权利要求7所述的一种基于星载平台的isar运动补偿方法，其特征在于：所述目标中心至雷达的径向距离的一阶运动分量k1和目标中心至雷达的径向距离的二阶运动分量k2的求解过程为：

技术总结
一种基于星载平台的ISAR运动补偿方法，本发明涉及ISAR运动补偿领域，特别是涉及基于星载平台的ISAR运动补偿方法。本发明是为了解决星载平台对飞行目标成像中，因信噪比较低，难以实现准确的运动补偿，导致飞行目标成像质量低的问题。过程为：一：构建星载平台对飞行目标成像的几何模型；二：计算脉冲压缩后信号数据的相邻互相关结果；三：获得二阶运动分量估计结果；四：根据二阶运动分量估计结果，构建相位补偿函数，将相位补偿函数与沿快时间维做FFT处理后的信号数据相乘，获得二阶运动分量补偿后的信号S'(t<subgt;m</subgt;,f)；五：利用楔形变换对S'(t<subgt;m</subgt;,f)处理获得运动补偿结果；六：对运动补偿结果沿慢时间维做FFT，并取绝对值，获得目标的RD图像。

技术研发人员：周奕辰,王勇
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17