论文部分内容阅读
多通道SAR地面运动目标指示是现代SAR装备一重要功能,被广泛应用于洋流测速、交通监控和战场侦察等领域。在SAR图像域,动目标具有高信杂噪比、可视化和便于识别等优点,但图像域强静止目标在多通道杂波对消后难以完全抑制,易造成虚警。同时,多通道SAR回波信号先在慢时间域被脉冲采样,后在空域被阵元采样,目标速度很大时可能存在级联的时域和空域多普勒模糊问题,空域多普勒模糊会造成目标定位模糊,级联时空多普勒模糊会影响目标真实速度估计。因此,本文针对多通道SAR图像域动目标检测、定位与速度估计中的相关难点问题展开研究。主要内容概括如下:1.推导了多通道SAR图像域动目标信号模型,定量分析了动目标在图像域的级联时空多普勒模糊、能量变化、方位偏移和二阶相位调制等特征,为多通道SAR图像域动目标检测与参数估计奠定了理论基础。2.针对图像域强静止目标难以完全抑制而造成虚警的问题,提出了一种基于DPCA相对剩余量(RR-DPCA)的动目标检测方法,引入多视SAR图像归一化处理,将DPCA对目标绝对剩余能量的检测改为对目标相对剩余能量的检测,使其更加敏感于目标速度信息,并推导RR-DPCA检测量的均匀杂波统计模型,最后通过仿真和实测数据证明了RR-DPCA方法能够有效抑制建筑物等强静止目标。3.针对空域多普勒模糊造成的动目标定位模糊问题,提出了一种互质阵列SAR(CA-SAR)动目标重定位方法,利用两个阵元间距互质的稀疏子阵,获得阵元间距大大缩小的虚拟阵列,提高空间采样频率,解决空域多普勒模糊问题,实现动目标无模糊定位;针对CA-SAR中至少有两个阵元间距过近的问题,改变两个稀疏子阵的排列方式,提出了一种结构更加稀疏的互质相邻阵列(CAA-SAR)实现动目标无模糊定位;最后通过仿真数据验证了CAA-SAR和CA-SAR的参数估计性能均优于经典的非均匀线阵SAR。4.针对多通道SAR动目标速度估计的级联时空多普勒模糊问题,提出了一种基于多频SAR的解模糊方法,将多频下的级联时空多普勒模糊问题建模为“二步求余”的数学问题,并推导了其唯一解存在的充分条件,当目标速度满足充分条件时,将“二步求余”问题转化为常规同余问题求解;当目标速度不满足充分条件时,提出了一种搜索解法;最后通过仿真数据验证了多频SAR对时空两重模糊的求解能力。