【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于雷达信号处理领域，尤其涉及基于高斯牛顿法的广角凝视sar动目标轨迹重构方法及装置。
技术介绍
1、广角凝视合成孔径雷达(wide-angle staring synthetic aperture radar，wassar)是一种特殊模式的合成孔径雷达(sar)。在该模式下，通过雷达对感兴趣区域(region ofinterest，roi)进行长时间照射，积累较大的相干积累角。宽积累角的主要实现形式是聚束sar，如圆形sar(circular sar，csar)和条带聚束sar。将wassar与运动目标指示技术(ground moving target indication，gmti)相结合可以实现对roi进行长时间持续监视，目前已广泛应用于军事和民用领域，例如战场监视和交通监控。运动目标的地理定位是wassar-gmti系统中重要的实际应用，一般可分为两类:基于阴影的地理定位和基于多普勒能量的地理定位。
2、运动目标的阴影会投影在实际位置，不会产生偏移，这对于运动目标地理定位是有效的。最常见的做法是通过形态学操作检测运动目标阴影。其中背景模型的建立是阴影检测的核心步骤。然而，基于阴影的地理定位方法受到阴影质量的限制。由于sar图像信噪比低、目标运动速度快、被物体(例如建筑物和树木等)遮挡的原因，运动目标的阴影容易出现模糊和涂抹。基于距离-多普勒(range-doppler，rd)域的多普勒能量检测方法，随着信息维度的增加，在运动目标地理定位中具有更好的鲁棒性和稳定性。
3、地理定位的主要任务
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术提供基于高斯牛顿法的广角凝视sar动目标轨迹重构方法及装置。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一方面，本专利技术提供基于高斯牛顿法的广角凝视sar动目标轨迹重构方法，包括：
4、(1)对原始雷达回波信号进行子孔径划分，得到多通道原始回波信号；
5、(2)对各通道原始回波信号在距离和方位维进行二维压缩得到各通道的距离-多普勒域回波；
6、(3)基于各通道的距离-多普勒域回波在距离-多普勒域进行预处理，所述预处理包括多通道配准、杂波抑制，得到预处理之后的距离-多普勒域回波；
7、(4)基于预处理之后的距离-多普勒域回波，提取运动目标的相位历史和包络，估计运动目标的径向速度；
8、(5)运动目标相位历史的相位参数耦合了载机位置以及运动目标的运动信息，采用极大似然算法估计提取的相位历史中的各阶相位参数；
9、(6)基于各阶相位参数与运动参数之间的关系，采用高斯牛顿法对运动参数进行解耦，得到运动目标的运动参数；
10、(7)基于运动目标的运动参数得到粗糙的运动轨迹重构结果；
11、(8)对运动目标的粗糙运动轨迹进行分段，利用高斯牛顿法将提取的包络对各分段的粗糙运动轨迹进行解耦，得到各分段的运动目标精确的重构位置；
12、(9)将每一段运动轨迹中运动目标的重构位置进行拼接，得到完整的运动轨迹重构结果。
13、另一方面，本专利技术提供基于高斯牛顿法的广角凝视sar动目标轨迹重构装置，包括：
14、原始回波处理模块，用于对原始雷达回波信号进行子孔径划分，得到多通道原始回波信号；对各通道原始回波信号在距离和方位维进行二维压缩得到各通道的距离-多普勒域回波；基于各通道的距离-多普勒域回波在距离-多普勒域进行预处理，所述预处理包括多通道配准、杂波抑制，得到预处理之后的距离-多普勒域回波；
15、参数获取模块，基于预处理之后的距离-多普勒域回波，提取运动目标的相位历史和包络，估计运动目标的径向速度；运动目标相位历史的相位参数耦合了载机位置以及运动目标的运动信息，采用极大似然算法估计提取的相位历史中的各阶相位参数；基于各阶相位参数与运动参数之间的关系，采用高斯牛顿法对运动参数进行解耦，得到运动目标的运动参数；
16、位置重构模块，基于运动目标的运动参数得到粗糙的运动轨迹重构结果；对运动目标的粗糙运动轨迹进行分段，利用高斯牛顿法将提取的包络对各分段的粗糙运动轨迹进行解耦，得到各分段的运动目标精确的重构位置；
17、轨迹重构模块，用于将每一段运动轨迹中运动目标的重构位置进行拼接，得到完整的运动轨迹重构结果。
18、上述基于高斯牛顿法的广角凝视sar动目标轨迹重构方法及装置，首先将雷达接收到的原始回波信号划分为多个子孔径，并对各通道原始回波信号在距离和方位维进行二维压缩，得到各通道的距离-多普勒域回波，在对距离-多普勒域回波进行预处理后，提取运动目标的相位历史和包络，估计运动目标的径向速度，利用极大似然方法(quasi-maximumlikelihood，qml)估计相位历史的多项式参数；其次，采用高斯牛顿算法对运动参数进行解耦，利用运动参数可以重构粗糙轨迹；随后，利用提取运动目标的包络历史，对运动目标的运动轨迹进行分段建模，利用修正后的包络历史估计每一段运动轨迹；最后，在对各个子孔径进行处理后，得到运动目标的精确完整轨迹。本专利技术能够解决现有方法难以实现运动目标地理定位的问题。
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1.基于高斯牛顿法的广角凝视SAR动目标轨迹重构方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于高斯牛顿法的广角凝视SAR动目标轨迹重构方法，其特征在于，所述步骤(2)回波包括以下步骤：
3.如权利要求1所述的基于高斯牛顿法的广角凝视SAR动目标轨迹重构方法，其特征在于，杂波抑制效果与空间自由度成正比。
4.如权利要求1所述的基于高斯牛顿法的广角凝视SAR动目标轨迹重构方法，其特征在于，所述步骤(5)包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的基于高斯牛顿法的广角凝视SAR动目标轨迹重构方法，其特征在于，所述步骤(6)包括以下步骤：
6.如权利要求5所述的基于高斯牛顿法的广角凝视SAR动目标轨迹重构方法，其特征在于，根据xi得到运动目标的运动参数为：
7.如权利要求1所述的基于高斯牛顿法的广角凝视SAR动目标轨迹重构方法，其特征在于，所述步骤(7)包括：
8.如权利要求1所述的基于高斯牛顿法的广角凝视SAR动目标轨迹重构方法，其特征在于，所述步骤(4)中提取运动目标的包络包括以下步骤：
10.基于高斯牛顿法的广角凝视SAR动目标轨迹重构装置，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.基于高斯牛顿法的广角凝视sar动目标轨迹重构方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于高斯牛顿法的广角凝视sar动目标轨迹重构方法，其特征在于，所述步骤(2)回波包括以下步骤：
3.如权利要求1所述的基于高斯牛顿法的广角凝视sar动目标轨迹重构方法，其特征在于，杂波抑制效果与空间自由度成正比。
4.如权利要求1所述的基于高斯牛顿法的广角凝视sar动目标轨迹重构方法，其特征在于，所述步骤(5)包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的基于高斯牛顿法的广角凝视sar动目标轨迹重构方法，其特征在于，所述步骤(6)包括以下步骤：
<...【专利技术属性】
技术研发人员：安道祥，陈经纬，葛蓓蓓，陈乐平，宋勇平，冯东，周智敏，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：
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