一种基于单通道SAR子图像对消的运动目标检测方法

摘要

本发明提供了一种基于单通道合成孔径雷达(SAR)子图像对消的运动目标检测方法，属于运动目标检测的技术领域。它是基于SAR图像在方位频谱的划分获取子图像的，而后结合二维自适应方法对不同子图像间在幅度和相位上的误差进行校正，实现子图像间的配准。利用运动目标与静止目标在不同子孔径间的成像特性，采用子图像间的对消实现运动目标的检测。能够避免多通道SAR运算量大和复杂度高等问题，因此该方法可以高效的实现运动目标的检测。可用于单通道SAR图像的运动目标检测。

主权项

1.一种基于单通道合成孔径雷达SAR子图像对消的运动目标检测方法，其特征在于具体步骤如下：步骤一、单通道中图像序列的生成在SAR图像中提取子图像时，首先将SAR图像变换到方位向频域，在多普勒频域中将频带分成相互重叠大小相同的子频带，再将频域子块变换回时域以获得相应的子图像；子频带的大小要兼顾方位向分辨率和运动目标散焦所带来的影响，当所选频带太小会引起分辨率的严重降低，太大则会加剧动目标的散焦现象；子频带之间重叠50％，既保证了静止目标在图像序列间的相关性，又给出了运动目标在图像序列间的位移差；在频域的划分等效于将单天线方位波束宽度分为几个子孔径，每个子孔径近似于多通道中单个天线数据；步骤二、图像序列间的误差校正针对不同子孔径间的失配，采用基于最小二乘准则的二维自适应校准方法进行校正，该方法无需天线参数、载机平台运动参数先验信息；基于所处理信号在距离向和方位向传递函数的可分离性，在满足最小二乘准则的条件下，计算出两子孔径间距离频域传递函数之比与多普勒域传递函数之比；则不同子孔径信号之间经过传递函数在距离向和方位向的1-3次迭代即可同时校准幅度和相位误差，适合于本文在图像域的处理背景，使子图像的幅度特性和相位特性在最小二乘准则下匹配；步骤三、子图像序列间对消处理静止杂波在基于原始SAR图像的不同子图像间仅相差一固定相位，相位校正后的杂波背景在各子图像中的成像位置是相同的，而动目标的多普勒参数随时间变化，在不同子图像中多普勒参数不同，成像位置也不同；通过子图像间的对消，有效的抑制了杂波，检测出动目标的大致位置，实现了运动目标的检测；其中，上述步骤二包括：H^(n，m)(Ω)为两子孔径在距离频域传递函数之比，D^(n，m)(ω)为两子孔径在多普勒域传递函数之比，其中Ω和ω分别表示距离向和方位向频域；第n个与第m个子孔径信号S_n(Ω，ω)与S_m(Ω，ω)之间的关系如下所示：S_m(Ω，ω)＝H^(n，m)(Ω)S_n(Ω，ω)D^(n，m)(ω)；所述1-3次迭代采用如下方式进行：$S_m^{(k+1)}(\Omega ,\omega )=S_m^{\left(k\right)}(\Omega ,\omega )\frac{\int S_m^{\left(k\right)}(\Omega ,\omega )S_n(\Omega ,\omega )\mathrm{d\omega }}{\int {\left|S_m^{\left(k\right)}(\Omega ,\omega )\right|}^2\mathrm{d\omega }}$$S_m^{(k+2)}(\Omega ,\omega )=S_m^{(k+1)}(\Omega ,\omega )\frac{\int S_m^{(k+1)}(\Omega ,\omega )S_n(\Omega ,\omega )\mathrm{d\Omega }}{\int {\left|S_m^{(k+1)}(\Omega ,\omega )\right|}^2\mathrm{d\Omega }}$其中的上标k＝0，1，2，...，表示第k次迭代。