一種基於InSAR構型的地面運動目標檢測方法和裝置製造方法
2023-07-28 14:12:41
一種基於InSAR構型的地面運動目標檢測方法和裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於InSAR構型的地面運動目標檢測方法和裝置，其中，該方法包括：根據場景輻照區接收到的原始回波信號建立滑動聚束SAR回波模型，並對模型中的單個雷達的二維滑動聚束初始SAR圖像；將成像後的多個雷達的初始SAR圖像組成三維矩陣，對三維矩陣切片進行壓縮感知處理，獲得SAR圖像；對SAR圖像進行配準處理，不同SAR圖像中的同一像素對應於同一地面單元；對配準後的SAR圖像進行空時自適應處理；對空時自適應處理後的SAR圖像進行高程相位補償；利用恆虛警率檢測技術對高程相位補償後的SAR圖像進行目標檢測。該方法採用高程相位補償的方法可以明顯提高測速精度，可以將測速誤差控制在0.05左右。
【專利說明】一種基於InSAR構型的地面運動目標檢測方法和裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及地面運動目標檢測【技術領域】，具體地，涉及一種基於InSAR構型的地 面運動目標檢測方法和裝置。
【背景技術】
[0002] 地面運動目標檢測（GMTI，GroundMovingTargetIndication)在軍事上具有特 殊重要的意義，一直是人們關注的焦點問題。傳統的單星天基雷達由於受到基線長度的限 制，大大制約了其GMTI的性能。幹涉合成孔徑雷達（InSAR，InterferometricSynthetic ApertureRadar)系統具有長基線和多基線的特點，實現了對目標地面三維地貌的高精度 成像和對地面運動目標高精度檢測，即能在獲取高程信息的同時檢測運動目標，並由於其 在檢測低速運動目標方面具有明顯優勢，使得結合InSAR做地面運動目標檢測成為國內外 研宄的一個重要方面。
[0003] 目前在InSAR構型下進行GMTI的相關研宄有：基於分布式小衛星的地面運動目標 檢測方法（美國的TechSat21計劃）；利用InSAR構型具有單航過的優點，並能提供長基線 和多基線，降低地面動目標檢測的最小可檢測速度（MDV);在InSAR-GMTI處理過程中引 入運動目標成像的概念從而提高測速精度的方法。然而，上述處理方法都很少充分考慮由 於較長垂直基線帶來的雜波抑制和存在配準誤差時動目標測速定位的穩健性問題，如雜波 自由度隨地形起伏大大增加等。
【發明內容】
[0004] 本發明是為了克服現有技術中地面運動目標檢測時不能充分考慮於較長垂直基 線帶來的雜波抑制等造成穩健性不高的缺陷，根據本發明的一個方面，提出一種基於InSAR 構型的地面運動目標檢測方法。
[0005] 本發明實施例提供的一種基於InSAR構型的地面運動目標檢測方法，包括：根據 場景輻照區接收到的原始回波信號建立滑動聚束SAR回波模型，並對模型中的單個雷達的 二維滑動聚束初始SAR圖像；將成像後的多個雷達的初始SAR圖像組成三維矩陣，對三維 矩陣切片進行壓縮感知處理，獲得SAR圖像；對SAR圖像進行配準處理，不同SAR圖像中的 同一像素對應於同一地面單元；對配準後的SAR圖像進行空時自適應處理；對空時自適應 處理後的SAR圖像進行高程相位補償；利用恆虛警率檢測技術對高程相位補償後的SAR圖 像進行目標檢測。
[0006] 在上述技術方案中，對SAR圖像進行配準處理，包括：利用像素配準法或亞像素配 準法對SAR圖像進行配準處理，圖像配準的精度高於十分之一個分辨單元。
[0007] 在上述技術方案中，對配準後的SAR圖像進行空時自適應處理，還包括：根據聯合 像素消雜波的方法對SAR圖像進行雜波抑制處理。
[0008] 在上述技術方案中，對空時自適應處理後的SAR圖像進行高程相位補償，包括：
[0009] 根據兩幅SAR圖像進行高程相位補償，兩幅SAR圖像幹涉相位為：
【權利要求】
1. 一種基於InSAR構型的地面運動目標檢測方法，其特徵在於，包括： 根據場景輻照區接收到的原始回波信號建立滑動聚束SAR回波模型，並對模型中的單 個雷達的二維滑動聚束初始SAR圖像； 將成像後的多個雷達的初始SAR圖像組成三維矩陣，對三維矩陣切片進行壓縮感知處 理，獲得SAR圖像； 對所述SAR圖像進行配準處理，不同SAR圖像中的同一像素對應於同一地面單元； 對配準後的SAR圖像進行空時自適應處理； 對空時自適應處理後的SAR圖像進行高程相位補償； 利用恆虛警率檢測技術對高程相位補償後的SAR圖像進行目標檢測。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，對所述SAR圖像進行配準處理，包括： 利用像素配準法或亞像素配準法對所述SAR圖像進行配準處理，圖像配準的精度高於 十分之一個分辨單元。
3. 根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，對配準後的SAR圖像進行空時自適應 處理，還包括： 根據聯合像素消雜波的方法對SAR圖像進行雜波抑制處理。
4. 根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，所述對空時自適應處理後的SAR圖像 進行高程相位補償，包括： 根據兩幅SAR圖像進行高程相位補償，兩幅SAR圖像幹涉相位為：
其中S1Q, j)和S2 (i，j)分別代表復圖像1和2的復值，L和K代表在距離向和方位向 滑窗大小，L = K = 3。 高程相位補償後的SAR圖像像素值為： ?(/，./)=4'/,,/X (/，,/)。
5. -種基於InSAR構型的地面運動目標檢測裝置，其特徵在於，包括： 滑動聚束模塊，用於根據場景輻照區接收到的原始回波信號建立滑動聚束SAR回波模 型，並對模型中的單個雷達的二維滑動聚束初始SAR圖像； 壓縮感知模塊，用於將成像後的多個雷達的初始SAR圖像組成三維矩陣，對三維矩陣 切片進行壓縮感知處理，獲得SAR圖像； 配準模塊，用於對所述SAR圖像進行配準處理，不同SAR圖像中的同一像素對應於同一 地面單元； 空時自適應處理模塊，用於對配準後的SAR圖像進行空時自適應處理； 高程相位補償模塊，用於對空時自適應處理後的SAR圖像進行高程相位補償； 目標檢測模塊，用於利用恆虛警率檢測技術對高程相位補償後的SAR圖像進行目標檢 測。
6. 根據權利要求5所述的裝置，其特徵在於，所述配準模塊具體用於： 利用像素配準法或亞像素配準法對所述SAR圖像進行配準處理，圖像配準的精度高於 十分之一個分辨單元。
7. 根據權利要求5或6所述的裝置，其特徵在於，所述空時自適應處理模塊，還用於： 根據聯合像素消雜波的方法對SAR圖像進行雜波抑制處理。
8. 根據權利要求5或6所述的裝置，其特徵在於，所述高程相位補償模塊具體用於： 根據兩幅SAR圖像進行高程相位補償，兩幅SAR圖像幹涉相位為：
其中S1Q, j)和S2 (i，j)分別代表復圖像1和2的復值，L和K代表在距離向和方位向 滑窗大小，L = K = 3。 高程相位補償後的SAR圖像像素值為：
【文檔編號】G01S7/41GK104515980SQ201410745162
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年12月8日 優先權日:2014年12月8日
【發明者】文珺, 葉進, 周爭光, 李明, 許京偉, 楊科 申請人:廣西大學