基于自适应误差剔除的逆合成孔径雷达包络对齐方法

摘要

本发明公开了一种基于自适应误差剔除的逆合成孔径雷达包络对齐方法。主要解决现有技术运算量大和对齐精度低之问题，其实现过程为：由相邻相关法得相邻走动量估计值和绝对走动量估计值；对绝对走动量估计值的最小二乘拟合值求一阶差分得相邻走动量拟合值，由拟合值与估计值之差得到相邻走动量拟合误差并计算其标准差，定义大于3倍标准差的拟合误差为突跳误差，并将对应的相邻走动量估计值用拟合值替换，对其累加得新绝对走动量估计值，重复进行拟合、替换和更新至无突跳误差检出；根据新绝对走动量估计值的最小二乘拟合值完成包络对齐。本发明具有运算量小和包络对齐精度高之优点，用于在低信噪比条件下估计并补偿逆合成孔径雷达回波的平动分量。

主权项

1.一种基于自适应误差剔除的逆合成孔径雷达包络对齐方法，包括如下步骤： （1）用相邻相关包络对齐算法依次计算相邻雷达回波间走动量的相邻回波走动量估计值δ： 1a)根据相邻相关包络对齐算法，计算δ的第k个数据值δ_k(k+1)： 式中s_k(t)和s_k+1(t)分别为第k次回波信号和第k+1次回波信号，k＝1,...,N-1，N为观测时间内的回波脉冲数； 1b)根据数据值δ_k(k+1)，k＝1,...,N-1，得到相邻回波走动量估计值δ表达式为： δ＝[δ₁₂,δ₂₃...,δ_(N-1)N]^T， 其中上标T表示转置操作； （2）累加δ中的数据得到各次回波的绝对走动量估计值为D，并初始化误差剔除后新的绝对走动量估计值D'=D； （3）采用最小二乘多项式拟合绝对走动量估计值D，得到相应拟合值3a)设t_m＝[t₁,...,t_N]^T为慢时间向量，其中t_k＝k·PRI为雷达发射脉冲对应的慢时间，k＝1,...,N，N为观测时间内的回波脉冲数，PRI为脉冲重复周期，上标T表示转置操作；设为相应的慢时间矩阵，其中M为拟合多项式阶数，l＝1,...,M，e＝[1,...,1]^T为单位矢量；设为拟合多项式系数向量的最小二乘估计值，其中对应的系数，l＝1,...,M，对应单位矢量e的系数；3b)根据最小二乘理论，利用如下公式计算拟合多项式系数向量的最小二乘估计值进而计算绝对走动量估计值D的拟合值为：（4）对拟合值求一阶差分，得到对应的雷达相邻回波走动量拟合值计算相邻回波走动量估计值δ与拟合值之差可得拟合误差Δδ：（5）设δ_k(k+1)、和Δδ_k(k+1)分别为所述δ、和Δδ中的第k个数据值，其中k＝1,...,N-1，N为观测时间内的回波脉冲数；根据标准差公式：计算拟合误差Δδ中数据的标准差，若，)则认为δ_k(k+1)存在突跳误差，用替换δ_k(k+1)以实现误差剔除，并对剔除所有突跳误差后的相邻回波走动量估计值δ'中数据进行累加，得到新的绝对走动量估计值D'，式中Δδ_i(i+1)为所述拟合误差Δδ中的第i个数据值，其中i＝1,...,N-1，N为观测时间内的回波脉冲数，为拟合误差Δδ中数据的均值；令D=D'并重复执行步骤（2）至步骤（5），直至无突跳误差检出； （6）对误差剔除后新的绝对走动量估计值D'进行最小二乘多项式拟合，得到相应拟合值6a)根据最小二乘理论，利用如下公式计算与该D'对应的拟合多项式系数向量的最小二乘估计值其中上标T表示转置操作； 6b)计算误差剔除后新的绝对走动量估计值D'的拟合值为：其中C为慢时间矩阵； （7）根据拟合值对目标平动分量进行高精度补偿，完成包络对齐。