基于變標(biāo)算法的星載sar地面加速運動目標(biāo)成像方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于雷達(dá)【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了一種基于變標(biāo)算法的星載SAR地面加速運動目標(biāo)成像方法，其方法步驟為：1）對目標(biāo)瞬時距離方程進(jìn)行等效；2）將目標(biāo)原始回波信號變到距離多普勒域；3）根據(jù)等效后的距離方程，在距離多普勒域進(jìn)行補余RCMC；4）將補余RCMC后的信號變到二維頻域；5）在二維頻域進(jìn)行距離壓縮和一致RCMC；6）將一致RCMC后的信號變到距離多普勒域；7）在距離多普勒域進(jìn)行相位校正和方位壓縮；8）對相位校正和方位壓縮后的信號進(jìn)行方位向逆傅里葉變換，完成對目標(biāo)的成像。本發(fā)明僅需知道等效速度ve，無需對目標(biāo)參數(shù)進(jìn)行高維搜索，計算效率高；利用變標(biāo)實現(xiàn)距離徙動校正，不需要插值，便于工程實現(xiàn)，成像精確。
【專利說明】基于變標(biāo)算法的星載SAR地面加速運動目標(biāo)成像方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于雷達(dá)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種基于變標(biāo)算法的星載SAR地面加速運動目標(biāo)成像方法，具體地說是一種基于變標(biāo)算法(Chirp Scaling Algorithm, CSA)的地面加速運動目標(biāo)成像方法，用于星載合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture Radar, SAR)對地面加速度運動目標(biāo)成像。
【背景技術(shù)】
[0002]星載SAR作為天基對地觀測信息獲取的重要手段，在地球觀測、軍事偵察、地質(zhì)資源普查、災(zāi)情勘查、海洋觀測和環(huán)境監(jiān)測等方面具有重要的應(yīng)用價值。自1978年世界上第一顆合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星(美國Seasat衛(wèi)星)發(fā)射成功以來，星載SAR逐漸得到各國科研工作者的重視，并在近三十年內(nèi)發(fā)展迅速。目前，星載SAR的研究和應(yīng)用已成為一個國家綜合國力和科技水平的標(biāo)志之一。
[0003]與機載雷達(dá)系統(tǒng)相比，星載SAR系統(tǒng)具有運行高度高、覆蓋面積廣、安全性高等特點；與衛(wèi)星光學(xué)成像系統(tǒng)相比，星載合成孔徑雷達(dá)觀測可以全天候、全天時地探測隱蔽目標(biāo)，提供豐富的地表電磁散射特性信息。這些優(yōu)點使得星載雷達(dá)被廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)和國防領(lǐng)域。地面運動目標(biāo)成像是星載合成孔徑雷達(dá)的一個重要應(yīng)用領(lǐng)域，它在戰(zhàn)場偵察和交通監(jiān)控中有重要作用，受到了廣泛的關(guān)注。
[0004]SAR成像需要對目標(biāo)進(jìn)行精確的距離徙動校正和相位彎曲補償。地面運動目標(biāo)由于存在速度，其距離單元徙動和相位彎曲與靜止目標(biāo)不同。因此，如果直接將針對靜止目標(biāo)的成像方法用于對運動目標(biāo)進(jìn)行成像，由于距離徙動校正和相位彎曲補償不準(zhǔn)確，目標(biāo)會出現(xiàn)散焦現(xiàn)象。為解決這個問題，各國學(xué)者提出了很多方法。但這些方法大都存在如下兩個問題:I)需要知道目標(biāo)位置參數(shù)和運動參數(shù)，或者需要對目標(biāo)參數(shù)進(jìn)行高維搜索，或者需要插值，計算量非常大，適用范圍有限；2)提出的方法主要針對勻速運動的目標(biāo)，而對于地面加速運動目標(biāo)，沒能提出一個精確的成像方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的主要目的在于提出一種基于變標(biāo)算法的星載SAR地面加速運動目標(biāo)成像方法，該方法無需對目標(biāo)參數(shù)進(jìn)行高維搜索，其成像過程中也無需插值，計算效率高，適用范圍廣。
[0006]本發(fā)明的基本思路是:1)對目標(biāo)瞬時距離方程進(jìn)行二次等效；2)將目標(biāo)原始回波信號變到距離多普勒域；3)根據(jù)等效后的距離方程，在距離多普勒域進(jìn)行補余RCMC ；4)將補余RCMC后的信號變到二維頻域；5)在二維頻域進(jìn)行距離壓縮和一致RCMC ；6)將一致RCMC后的信號變到距離多普勒域；7)在距離多普勒域進(jìn)行相位校正和方位壓縮；8)對相位校正和方位壓縮后的信號進(jìn)行方位向逆傅里葉變換，完成對目標(biāo)的成像。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)。
[0008]一種基于變標(biāo)算法的星載SAR地面加速運動目標(biāo)成像方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0009]步驟1，對目標(biāo)的瞬時距離方程進(jìn)行二次等效，得到二次等效后的目標(biāo)距離方程:
[0010]
【權(quán)利要求】
1.一種基于變標(biāo)算法的星載SAR地面加速運動目標(biāo)成像方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1，對目標(biāo)的瞬時距離方程進(jìn)行二次等效，得到二次等效后的目標(biāo)距離方程:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于變標(biāo)算法的星載SAR地面加速運動目標(biāo)成像方法，其特征在于，步驟2的具體子步驟為: 目標(biāo)的原始回波信號表示為:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于變標(biāo)算法的星載SAR地面加速運動目標(biāo)成像方法，其特征在于，步驟3的具體子步驟為 3a)根據(jù)二次等效后的目標(biāo)距離方程
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于變標(biāo)算法的星載SAR地面加速運動目標(biāo)成像方法，其特征在于，步驟5的具體子步驟為: 5a)根據(jù)二維頻域目標(biāo)信號表達(dá)式
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于變標(biāo)算法的星載SAR地面加速運動目標(biāo)成像方法，其特征在于，步驟7的具體子步驟為: 7a)根據(jù)距離壓縮和一致距離徙動校正后的距離多普勒域目標(biāo)信號的表達(dá)式
【文檔編號】G01S7/41GK104035093SQ201410143273
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月10日
【發(fā)明者】王彤, 李永康, 任倩倩, 張穎, 馬南 申請人:西安電子科技大學(xué)