一种稳健的基于多通道SAR特征投影的杂波抑制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种稳健的基于多通道SAR特征投影的杂波抑制方法及装置，其中，该方法包括：获取待检测的回波数据矢量；对回波数据矢量的各分量进行模归一化处理，确定与回波数据矢量对应的模归一化矢量；确定模归一化矢量的协方差矩阵，并对进行协方差矩阵特征分解，构造新的噪声子空间；将待检测的回波数据矢量向新的噪声子空间投影进行杂波抑制，获取杂波抑制后的SAR数据，并指示利用恒虚警率检测技术对杂波抑制后的SAR数据进行目标检测。即使估计协方差矩阵所用的训练样本中包含强目标信号时，该方法仍能保持良好的杂波抑制性能，基本不受强目标信号的影响，可以有效地抑制地面静止场景杂波；且该方法具有较好的有效性和稳健性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种稳健的基于多通道SAR特征投影的杂波抑制方法及装置，其中，该方法包括：获取待检测的回波数据矢量；对回波数据矢量的各分量进行模归一化处理，确定与回波数据矢量对应的模归一化矢量；确定模归一化矢量的协方差矩阵，并对进行协方差矩阵特征分解，构造新的噪声子空间；将待检测的回波数据矢量向新的噪声子空间投影进行杂波抑制，获取杂波抑制后的SAR数据，并指示利用恒虚警率检测技术对杂波抑制后的SAR数据进行目标检测。即使估计协方差矩阵所用的训练样本中包含强目标信号时，该方法仍能保持良好的杂波抑制性能，基本不受强目标信号的影响，可以有效地抑制地面静止场景杂波；且该方法具有较好的有效性和稳健性。【专利说明】-种稳健的基于多通道SAR特征投影的杂波抑制方法及装 置
本专利技术设及地面运动目标检测
，具体地，设及一种稳健的基于多通道SAR 特征投影的杂波抑制方法及装置。
技术介绍
合成孔径雷达（SAR，Synthetic Aperture Radar)成像是利用发射宽频带脉冲信 号来获取距离的高分辨，而利用雷达运动平台与目标间精确已知的相对运动产生的多普勒 效应，通过数据存储和相干处理来形成长的合成阵列，从而得到高的方位分辨率。对于地面 静止的场景，只要雷达运动平台的轨迹已知，就可精确计算出雷达和目标的相对位移，从而 通过匹配滤波处理即可得到高分辨的SAR图像。然而，该种算法不再适用于对地面运动目 标的SAR成像。因为在大多数情况下，很难获得运动目标的运动信息先验知识，而只能用对 静止目标估计得到的多普勒参数进行匹配滤波处理，运动目标将不能有效地相干积累，从 而会使动目标出现散焦和方位错位，甚至会被淹没在地杂波中而无法进行检测。 基于阵列处理的多通道 SAR-GMTI (Synthetic Aperture Radar-Ground Moving Target Indication,合成孔径雷达-地面运动目标检测）方式具有良好的杂波对消性， 能够在低杂信噪比的情况下达到较好的检测效果，可W实现低信噪比下的慢速运动目标 检测，天线沿航向直线分布对地面动目标检测而言是一种最优的天线阵列结构，因为沿航 向直线分布的阵列在地形高度方向上没有分辨能力，杂波自由度不受地形起伏的影响。 多通道SAR-GMTI系统不仅能够检测能量微弱、慢速运动的目标，在对地面运动目标进行 正确的定位上有优势。当前多通道SAR-GMTI系统的动目标检测方法主要有相位偏置天 线技术（DPCA，Displaced 化ase Center Antenna)、沿迹干设技术（ATI，Along Track Interferometry)和空时自适应处理技术（STAP，Space Time Adaptive Processing)等。 为了成功地检测目标，有效地对地面杂波进行抑制是关键。经典的运动目标检测思想是"即 要尽可能多地对消地杂波，又尽可能多地保留运动目标信号"。 利用特征投影方法进行杂波抑制是一类有效的方法。在理想的情况下，估计协方 差矩阵所用的训练样本中仅包含杂波和噪声信息，传统的特征投影方法能够获得很好的杂 波抑制效果。在实际处理中，训练样本中往往会包含强目标信号，特别是训练样本中包含强 目标信号时，传统的特征投影方法的杂波抑制效果会受到严重的影响，甚至会导致方法完 全失效。
技术实现思路
本专利技术是为了克服现有技术中强目标信号严重影响传统特征投影方法杂波抑制 性能的缺陷，根据本专利技术的一个方面，提出一种稳健的基于多通道SAR特征投影的杂波抑 制方法。 本专利技术实施例提供的一种稳健的基于多通道SAR特征投影的杂波抑制方法，包 括：获取待检测的回波数据矢量；对回波数据矢量的各分量进行模归一化处理，确定与回 波数据矢量对应的模归一化矢量；确定模归一化矢量的协方差矩阵，并对进行协方差矩阵 特征分解，构造新的噪声子空间；将待检测的回波数据矢量向新的噪声子空间投影进行杂 波抑制，获取杂波抑制后的SAR数据，并指示利用恒虚警率检测技术对杂波抑制后的SAR数 据进行目标检测。 本专利技术是为了克服现有技术中强目标信号严重影响传统特征投影方法杂波抑制 性能的缺陷，根据本专利技术的一个方面，提出一种稳健的基于多通道SAR特征投影的杂波抑 制装置。 [000引本专利技术实施例提供的一种稳健的基于多通道SAR特征投影的杂波抑制装置，包 括： 获取模块，用于获取待检测的回波数据矢量； 模归一化处理模块，用于对回波数据矢量的各分量进行模归一化处理，确定与回 波数据矢量对应的模归一化矢量； 处理模块，用于确定模归一化矢量的协方差矩阵，并对进行协方差矩阵特征分解， 构造新的噪声子空间； 杂波抑制模块，用于将待检测的回波数据矢量向新的噪声子空间投影进行杂波抑 审IJ，获取杂波抑制后的SAR数据，并指示利用恒虚警率检测技术对杂波抑制后的SAR数据进 行目标检测。 本专利技术实施例提供的一种稳健的基于多通道SAR特征投影的杂波抑制方法和装 置，即使估计协方差矩阵所用的训练样本中包含强目标信号时，该方法及装置仍能保持良 好的杂波抑制性能，基本不受强目标信号的影响，可W有效地抑制地面静止场景杂波；且该 方法具有较好的有效性和稳健性。 本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变 得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明 书、权利要求书、W及附图中所特别指出的结构来实现和获得。 下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。 【专利附图】【附图说明】 附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实 施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中： 图1为本专利技术实施例中稳健的基于多通道SAR特征投影的杂波抑制方法的流程 图； 图2为实施例一中杂波抑制性能比较第一效果图； 图3为实施例一中杂波抑制性能比较第二效果图； 图4为实施例一中场景原始的SAR图像； 图5为实施例一中传统方法杂波抑制后的输出图； 图6为实施例一中本专利技术实施例提供的方法杂波抑制后的输出图； 图7为实施例一中杂波抑制性能比较方位向116号数据的效果图； 图8为实施例一中杂波抑制性能比较方位向440号数据的效果图； 图9为实施例一中杂波抑制性能比较方位向740号数据的效果图； 图10为本专利技术实施例中稳健的基于多通道SAR特征投影的杂波抑制装置的结构 图。 【具体实施方式】 下面结合附图，对本专利技术的【具体实施方式】进行详细描述，但应当理解本专利技术的保 护范围并不受【具体实施方式】的限制。 [002引根据本专利技术实施例，提供了一种稳健的基于多通道SAR特征投影的杂波抑制方 法，图1为该方法的流程图，包括： 步骤101 ;获取待检测的回波数据矢量。 具体的，基于功率挑选准则，选取功率比噪声功率高预设阔值的数据作为待检测 的回波数据矢量。 步骤102 ;对回波数据矢量的各分量进行模归一化处理，确定与回波数据矢量对 应的模归一化矢量。 具体的，对回波数据矢量x(i)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稳健的基于多通道SAR特征投影的杂波抑制方法，其特征在于，包括：获取待检测的回波数据矢量；对回波数据矢量的各分量进行模归一化处理，确定与回波数据矢量对应的模归一化矢量；确定模归一化矢量的协方差矩阵，并对所述进行协方差矩阵特征分解，构造新的噪声子空间；将所述待检测的回波数据矢量向所述新的噪声子空间投影进行杂波抑制，获取杂波抑制后的SAR数据，并指示利用恒虚警率检测技术对所述杂波抑制后的SAR数据进行目标检测。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：文珺，孙洪昌，许嘉，陈华，李明，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：广西;45