星载分布式SAR地面动目标精确聚焦的互谱MUSIC法.pdf

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1、第36卷第8期电子与信息学报Vl0l_36NO．82014年8月JournalofElectronics&InformationTechnologyAug．2014星载分布式SAR地面动目标精确聚焦的互谱MUSIC法李晨雷刘梅赵伯文张雷f哈尔滨工业大学电子与信息工程学院哈尔滨150001)摘要：该文提出一种新的参数化聚焦算法，该算法采用互谱MUSIC(CrossSpectrumMUSIC，CSMUSIC)技术，能够在星载分布式SAR上得到精确聚焦的地面运动目标图像。首先，利用方位向回波信号的空时特性推导出扩展空时模型(ExtendedSpac

2、e~TimeModel，ESTM)；根据该模型，提出一种基于子空间理论的参数估计方法，通过该方法能够精确地得到的动目标方位向速度，从而得到精确聚焦的图像，该方法比传统的星载SAR动目标聚焦方法具有更高的估计精度和更小的运算量。仿真实验将该方法与传统的动目标聚焦方法进行对比，以证明该文所提方法的上述优势。关键词：分布式SAR；参数估计；互谱MUSIC；动目标聚焦中图分类号：TN95文献标识码：A文章编号：1009—5896(2014)08．1905—07D0I：10．3724／SP．J．1146．2013．01456CrossSpectrumM

3、USICMethodofFinelyFocusingGroundMovingTargetOilSpaceborneDistributedSARLiChen—leiLiuMeiZhaoBo—wenZhangLei(SchoolofElectronicsandInformationEngineering，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150001，China)Abstract：Anovelparametricfocusingalgorithm，usingtheCrossSpectrumMUSIC(CSMUSI

4、C)method，ispresentedtoobtainafinelyfocusedimageofgroundmovingtargetonspacebornedistributedSAR．Byexploitingthespace—timepropertyoftheazimuthechosignal，anExtendedSpace-TimeModel(ESTM)isfirstlyintroduced．Thenonthebasisofthismode1．aparametricestimatingmethodbasedonsubspacetheor

5、yispresentedtoestimatetheazimuthvelocityofmovingtargetandtoobtainanimageoffinelyfocused．Theproposedmethodhashigherprecisionandlowercalculationburdenthantheconventionalalgorithms．Thesimulationresultsindicatethattheproposedmethodisverifiedtobemoreeficientincontrastwiththeconv

6、entionalalgorithms．Keywords：DistributedSAR；Parameterestimation；CrossSpectrumMUSIC(CSMUSIC)；Movingtargetfocusing1引言息，都具有重要意义。该技术的输出端是以地面场景为背景的聚焦动目标图像并在图像中指示出其速星载分布式SAR由若干个小卫星构成，这些小度，主要有杂波抑制、动目标检测与聚焦成像等步卫星组成某种空间立体构型的星座形状以相同的速骤。文献『2]提出了任意构型星载分布式SAR-GMTI度飞行，星座的构型需满足Hill方程[】，常见的

7、小的辅助波束法，本文则提出了空间立体构型的星载卫星星座有车轮(Cartwheel1、钟摆(Pendulum)等构分布式SAR杂波抑制的3维空时自适应处理fThree型[2j0在飞行过程中一颗卫星发射电磁波，其余卫星DimensionalSpaceTimeAdaptiveProcessing，3D—(也可包含发射卫星)接收地面后向散射回波，并且STAP)方法与动目标检测的最大似然法【7】，而在该经过协同工作对信号进行相干处理，获得在宽测绘雷达体制下动目标聚焦成像技术的研究目前鲜见于带高分辨成像、超分辨成像、3维成像、地面文献。动目标指示(Gro

8、undMovingTargetIndication，动目标的方位向速度(记作，亦称为沿航向速GMTI)[。】等方面的高性能，这些任务在传统的单站度)的取值影响多普勒