【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及目标检测和成像，具体涉及一种基于时变涡旋sar的地面慢速运动目标检测与成像方法。
技术介绍
1、雷达成像技术是作为一种具有在全天时、全天候、远距离条件下获取目标信息的重要手段，能在各种非理想环境中有效反映目标对电磁波的散射能力，在空间监视、对地观测、国土测绘、战场侦察、精确制导等领域发挥着举足轻重的作用。传统的实孔径雷达依靠时延测量目标距离，根据天线波束指向探测目标方位位置，但无法获取更为精细、更高分辨的目标信息，不能满足实际中的应用需求。而以合成孔径雷达(synthetic apertureradar，sar)为代表的“距离-多普勒”原理成像雷达，自二十世纪五十年代首次提出，经过近六十年的发展，已经具备颇为成熟的理论基础和系统技术。通过发射大的时间带宽积信号来获取距离向上高分辨率，通过合成孔径技术形成大的虚拟天线孔径，实现方位向上独立于目标距离的空间高分辨。相比于距离向上较为容易地实现高分辨，目标方位向更高分辨信息的获取则依赖于更长观测时间的累积，需要在成像原理和技术上取得新的突破。
2、现如今利用sar对于地面运动目标的检测、跟踪已经得到广泛应用，但是研究发现目标在沿雷达载机航迹平行方向具有速度分量(下称方位向速度)时会引起目标成像结果散焦，目标沿雷达载机飞行轨迹的垂直方向具有速度分量(下称距离向速度)时会引起目标成像位置出现偏移，导致成像结果严重失真。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于时变涡旋sar的地面慢速运动目标检测与
2、本专利技术公开了一种基于时变涡旋sar的地面慢速运动目标检测与成像方法，其特征在于：主要包括目标检测、目标成像；
3、步骤1,目标检测,首先在侧视带状图场景中利用涡旋sar对地面慢速运动目标进行目标检测，获得俯仰角θ(δη)与方位角
4、步骤2,目标成像，首先利用回波信号中的方位角与俯仰角对地面慢速运动目标的运动参数进行估计，然后对rda算法进行改进实现具有方位分辨率的地面慢速运动目标聚焦成像。
5、目标检测的具体步骤为：在笛卡尔坐标系o-xyβzβ中载机雷达在距地面高度为h处以恒定速度v沿x轴线性运动形成方位向；雷达均匀同心圆阵列天线的接收阵元位于坐标系的o点，发射阵元为外围圆环，发射阵元数为n；zβ垂直于ucca平面指向成像区域，建立参考笛卡尔坐标系o-xyz，y轴水平垂直于x轴形成距离向，z轴垂直于o-xy指向高度方向，两个坐标系之间存在旋转角β。
6、作为对目标检测的进一步限定，地面慢速运动目标和雷达在系统o-xyz中的初始位置为pr＝(0,0,0)、xt＝vηt，ηt为目标坐标xt对应的方位向时间；目标以恒定速度在地面上运动，运动后目标与雷达的位置为pr'＝(x,0,0)、载机雷达轨迹与目标的最短斜距为θ0与分别为目标与载机雷达之间的初始俯仰角与方位角；θ(δη)、和r(δη)分别为运动时间δη＝η-ηt后的瞬时俯仰角、方位角和斜距。
7、目标成像的具体步骤为：
8、步骤1,提取俯仰角θ(δη)与方位角
9、步骤2,参数估计，根据提取的俯仰角θ(δη)与方位角得地面慢速运动目标的方位向速度和距离向速度；
10、步骤3,贝塞尔项补偿；
11、步骤4,方位角项补偿；
12、步骤5,改进rda算法，利用rda算法对位角项补偿中所得的数据进行压缩处理。
13、本专利技术的有益效果在于：
14、本专利技术首先在侧视带状图场景中利用涡旋sar对地面慢速运动目标进行检测，通过涡旋回波信号的贝塞尔项与空间相位项对地面运动目标的运动参数进行估计，通过对传统距离多普勒算法(rda)进行改进，对回波信号的贝塞尔项与相位项进行补偿，利用估计的目标多普勒参数设计新的方位向匹配滤波器对回波信号进行压缩获得二维成像结果，通过理论推导和仿真验证了该算法的有效性，与平面波sar系统运动目标成像结果相比，证明该算法具有更好的方位向分辨率并提高了sar图像的质量参数。
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1.一种基于时变涡旋SAR的地面慢速运动目标检测与成像方法，其特征在于：主要包括目标检测、目标成像；
2.根据权利要求1所述的基于时变涡旋SAR的地面慢速运动目标检测与成像方法，其特征在于，目标检测的具体步骤为：在笛卡尔坐标系O-XYβZβ中载机雷达在距地面高度为H处以恒定速度v沿X轴线性运动形成方位向；雷达均匀同心圆阵列天线的接收阵元位于坐标系的O点，发射阵元为外围圆环，发射阵元数为N；Zβ垂直于UCCA平面指向成像区域，建立参考笛卡尔坐标系O-XYZ，Y轴水平垂直于X轴形成距离向，Z轴垂直于O-XY指向高度方向，两个坐标系之间存在旋转角β。
3.根据权利要求2所述的基于时变涡旋SAR的地面慢速运动目标检测与成像方法，其特征在于：地面慢速运动目标和雷达在系统O-XYZ中的初始位置为PR＝(0,0,0)、xT＝vηT，ηT为目标坐标xT对应的方位向时间；目标以恒定速度在地面上运动，运动后目标与雷达的位置为PR'＝(x,0,0)、载机雷达轨迹与目标的最短斜距为θ0与分别为目标与载机雷达之间的初始俯仰角与方位角；θ(Δη)、和R(Δη)分别为运动时间Δη＝η-
4.根据权利要求1所述的基于时变涡旋SAR的地面慢速运动目标检测与成像方法，其特征在于，目标成像的具体步骤为：
...【技术特征摘要】
1.一种基于时变涡旋sar的地面慢速运动目标检测与成像方法，其特征在于：主要包括目标检测、目标成像；
2.根据权利要求1所述的基于时变涡旋sar的地面慢速运动目标检测与成像方法，其特征在于，目标检测的具体步骤为：在笛卡尔坐标系o-xyβzβ中载机雷达在距地面高度为h处以恒定速度v沿x轴线性运动形成方位向；雷达均匀同心圆阵列天线的接收阵元位于坐标系的o点，发射阵元为外围圆环，发射阵元数为n；zβ垂直于ucca平面指向成像区域，建立参考笛卡尔坐标系o-xyz，y轴水平垂直于x轴形成距离向，z轴垂直于o-xy指向高度方向，两个坐标系之间存在旋转角β。
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【专利技术属性】
技术研发人员：李敏超，杜永兴，李晨璐，傅自玉，秦岭，李宝山，
申请(专利权)人：内蒙古科技大学，
类型：发明
国别省市：
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