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基于機(jī)載單通道SAR數(shù)據(jù)的地面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)算法

作者: 時(shí)間:2009-12-16 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

兩副天線接收的回波分別經(jīng)過距離向和方位向壓縮后得到兩幅復(fù)圖像s1(t)和s2(t)。如果天線間距d、載機(jī)速度va和脈沖重復(fù)頻率prf之間滿足DPCA條件,將s1(t)時(shí)移τ(τ=m/prf)時(shí)刻,即時(shí)移m個(gè)脈沖后,與s2(t)相減,就得到了雜波對(duì)消特性

本文引用地址:http://2s4d.com/article/195586.htm


其中,λ是波長,K'是和目標(biāo)后向散射系數(shù)有關(guān)的常數(shù),Ts是合成孔徑時(shí)間。


2 抽取為兩通道
合成孔徑雷達(dá)照射全場(chǎng)景時(shí)(條帶式工作),方位向相干積累脈沖個(gè)數(shù)需滿足

其中,Nazi為方位向相干積累脈沖個(gè)數(shù),Ls為合成孔徑長度,l為場(chǎng)景沿航跡向長度,va是載機(jī)飛行速度,prf是脈沖重復(fù)頻率。當(dāng)方位向相干脈沖積累個(gè)數(shù)較多,使回波數(shù)據(jù)在方位向有冗余時(shí),可對(duì)方位向數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取,即重頻需要滿足

其中,一般n≥12為正整數(shù)(n的取值決定可抽取多少路數(shù)據(jù)),Bd=2va/D(D為天線方位向孔徑大小)為地雜波譜寬。經(jīng)過抽取得到的n路數(shù)據(jù)其脈沖重復(fù)頻率是未抽取前的1/n。每路數(shù)據(jù)各自包含非重復(fù)的相等的相干積累脈沖個(gè)數(shù),且各路之間間隔相等的脈沖個(gè)數(shù)。另外,考慮到抽取后數(shù)據(jù)的多普勒模糊和距離模糊,prf需要滿足

其中,vr為目標(biāo)徑向速度,W為天線高低向的孔徑長度,Rs為場(chǎng)景中心斜距,β為雷達(dá)下視角。式(9)與式(8)聯(lián)合可得

理論上,prf只要能滿足式(10)的要求,就可以對(duì)回波數(shù)據(jù)在方位向進(jìn)行多抽1(n路數(shù)據(jù))而成像。理想情況下,在雷達(dá)平臺(tái)沒有運(yùn)動(dòng)誤差、地面場(chǎng)景較平坦,即雜波起伏不大時(shí),對(duì)抽取后的數(shù)據(jù)補(bǔ)償后再進(jìn)行DPCA處理,就可以完成地面低速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的檢測(cè)。文中方法的仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了這一點(diǎn)。其中,動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)性能主要由抽取后的數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性決定,相關(guān)性越高,檢測(cè)性能越好。
2.1 仿真回波數(shù)據(jù)抽取為兩通道數(shù)據(jù)
該方法把仿真得到的原始回波數(shù)據(jù)近似為滿足DPCA條件的兩通道數(shù)據(jù)。由于該仿真數(shù)據(jù)的prf=6*Bd,其中Bd=2va/D(D為天線方位向孔徑大小)為地雜波譜寬,故原始回波數(shù)據(jù)具有冗余信息。文中采取對(duì)原始回波數(shù)據(jù)進(jìn)行2抽1,即利用原始回波數(shù)據(jù)在方位向的冗余性,抽取在奇數(shù)次序方位脈沖位置上的數(shù)據(jù)組成C1路信號(hào),在偶數(shù)次序方位脈沖位置上的數(shù)據(jù)組成C2路信號(hào)。經(jīng)過抽取得到的兩路數(shù)據(jù)其脈沖重復(fù)頻率是未抽取前的一半。這樣,C1,C2兩路信號(hào)近似為滿足B=va/prf(B為等效的C1,C2兩路通道的天線間距)條件的兩通道數(shù)據(jù),如圖2所示。對(duì)兩路數(shù)據(jù)非重疊部分舍棄,重疊部分單獨(dú)成像,得到兩幅復(fù)SAR圖像,然后進(jìn)行DPCA處理檢測(cè)動(dòng)目標(biāo)。經(jīng)過處理后,進(jìn)一步提高了兩幅復(fù)SAR圖像的相關(guān)性。與文獻(xiàn)[5]相比,文中方法是在方位向上每隔一個(gè)脈沖抽取數(shù)據(jù),并且是直接對(duì)距離壓縮前的回波數(shù)據(jù)抽取,兩路數(shù)據(jù)間只相差一個(gè)脈沖,然后截取兩路數(shù)據(jù)的重疊部分,故數(shù)據(jù)之間相關(guān)性較高。其中相關(guān)系數(shù)的計(jì)算如式(11)


其中,z1,z2為抽取后得到的兩幅SAR圖像,表示取共軛,E表示數(shù)學(xué)期望算子。

用該方法對(duì)仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,其流程圖,如圖3所示。

2.2 實(shí)測(cè)單通道SAR數(shù)據(jù)近似為兩通道SAR數(shù)據(jù)



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