一种机动平台对海面船只精细化雷达成像方法

技术特征：
1.一种机动平台对海面船只精细化雷达成像方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，机动平台采集海面舰船回波信号，进行解调得到基带回波信号；步骤2，对基带回波信号进行距离脉压、走动校正、多普勒中心补偿预处理，得到补偿后的信号；步骤3，将补偿后的信号乘以加速度补偿参考函数，得到加速度补偿后的信号；步骤4，对加速度补偿后的信号进行方位脉压处理，得到舰船目标粗聚焦sar图像i；步骤5，构造基于分块图像域与频域相结合的视觉注意机制，由舰船目标粗聚焦sar图像i得到显著图s，并对显著图s采用均值二分法进行检测得到候选舰船目标；步骤6，在舰船目标粗聚焦sar图像i上根据候选舰船目标的位置提取每个舰船目标粗聚焦数据，对每个舰船目标的粗聚焦数据沿方位向进行ifft处理，分别得到距离时域-方位时域的信号s5，并对每个信号s5沿距离向进行fft处理，得到s6；对s6采用方位时间变量进行处理变换，得到信号s
7_walk
；步骤7，将信号s
7_walk
乘以解耦函数得到解耦后的信号s8；对信号s8沿距离向作ifft处理，得到两维时域图像s9；对s9中的每个距离单元提取对应的目标方位向信号s
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；步骤8，对每个距离单元对应的目标方位向信号s
10
进行pga补偿后得到信号为s
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；步骤9，对每个距离单元对应的信号s
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采用dechirp-clean方法进行处理，得到所有方位向的处理数据，从而得到机动平台对海面舰船目标精细化图像。2.如权利要求1所述的机动平台对海面船只精细化雷达成像方法，其特征在于，所述步骤2包括如下子步骤：步骤21，对基带回波信号s0进行距离向的傅里叶变换，得到信号s1；步骤22，将s1与距离脉压函数h
1 (f
r
)相乘，得到距离脉压补偿后的信号s2；所述的距离脉压参考函数h
1 (f
r
)为：其中，f
r
为距离频域，k
r
为距离向调频率，j为虚数单位；步骤23，将距离脉压补偿后的信号s2与走动校正及多普勒中心补偿函数h
2 (f
r
;t
m
)相乘，得到补偿后的信号s3；所述的走动校正及多普勒中心补偿函数为：其中，，f
c
表示雷达载频，h为平台高度；机动平台初始速度v=(v
x
, v
y
,v
z
)，v
x
=0；t
m
为方位时间；θ、r
s
分别为方位时间t
m
=0时雷达的前斜角、景中心斜距；c为光速；j为虚数单位。3.如权利要求1所述的机动平台对海面船只精细化雷达成像方法，其特征在于，所述步骤3中，所述的加速度补偿参考函数为：
其中，，a为机动平台加速度，a=(a
x
, a
y
,a
z
)；f
c
为雷达载频，f
r
为距离频域；h为平台高度；t
m
为方位时间；θ、r
s
分别为方位时间t
m
=0时雷达的前斜角、景中心斜距；c为光速；j为虚数单位。4.如权利要求1所述的机动平台对海面船只精细化雷达成像方法，其特征在于，所述步骤4的具体操作为：对加速度补偿后的信号沿距离向进行逆傅里叶变换，方位向进行fft，得到舰船目标粗聚焦sar图像i。5.如权利要求1所述的机动平台对海面船只精细化雷达成像方法，其特征在于，所述步骤5具体包括如下子步骤：步骤51，根据sar图像i得到图像域显著图s
i
，其在像素点(x, y)处的图像域显著值s
i (x, y)为：其中，为取范数操作，i (x, y)是舰船目标粗聚焦sar图像i中的像素点(x, y)处图像幅度值，i
μ
(x, y)为对应网格块像素幅度均值：其中，w
b
和h
b
分别是网格块的宽度和高度；步骤52，对舰船目标粗聚焦sar图像i进行傅里叶变换，得到频域显著图s
f ：其中，g为标准差为8的高斯滤波器；光谱残差；所述傅里叶变换为：所述傅里叶变换为：所述傅里叶变换为：其中，和分别表示傅里叶变换和傅里叶逆变换，表示对复数取模，表示取复数相位，a表示振幅，p表示相位；其中，h
n
( f )是一个n*n的矩阵：
；步骤53，由图像域显著图s
i
与频域显著图s
f
结合得到显著图s：s=k * s
i (1-k) s
f
其中，k为加权系数，；s为显著图，s
i
为图像域显著图，s
f
为频域显著图；步骤54，采用均值二分法对显著图s进行检测，得到候选舰船目标。6.如权利要求5所述的机动平台对海面船只精细化雷达成像方法，其特征在于，所述步骤54具体包括如下步骤：步骤541，设定迭代总次数为l，令迭代次数为0，初始化分割阈值；步骤542，采用当前分割阈值对当前检测区域显著图s进行分割，得到当前舰船目标像素和背景杂波像素；步骤543，迭代次数加1，判断当前迭代次数是否大于l，若是，则结束迭代，步骤542中的分割阈值即为检测阈值，将超过检测阈值的认为是舰船目标像素；否则，转入步骤544；步骤544，更新当前背景杂波的所有像素值为分割阈值，计算更新后图像的所有像素值的平均值，将其作为当前分割阈值；返回步骤542。7.如权利要求6所述的机动平台对海面船只精细化雷达成像方法，其特征在于，所述步骤542的具体操作如下：根据显著图s得到目标像素集合u和背景杂波像素集合n：根据显著图s得到目标像素集合u和背景杂波像素集合n：根据显著图s得到目标像素集合u和背景杂波像素集合n：其中，u
i (x, y)为目标像素集合中的第i个像素，n
i (x, y)为背景像素集合中的第i个像素，m、n分别为集合u与n的元素个数，为图像像素均值，其作为分隔阈值；s(x,y)指显著图s中像素(x, y)处的显著值：。8.如权利要求1所述的机动平台对海面船只精细化雷达成像方法，其特征在于，所述步骤6中，所述方位时间变量为：其中，f
r
表示距离频域；f
c
是雷达载频；t
m
为方位时间。
9.如权利要求1所述的机动平台对海面船只精细化雷达成像方法，其特征在于，所述步骤7中，所述的解耦函数为：其中，m为耦合因子；j为虚数单位；prf为脉冲重复频率；t
a
为方位时间变量；f
r
为距离频域；f
c
是雷达载频。10.如权利要求1所述的机动平台对海面船只精细化雷达成像方法，其特征在于，所述步骤9具体包括如下步骤：步骤91，将s
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作为当前处理信号，执行步骤92；步骤92：对于一定调频率范围内的所有调频率k
a
，对第i个调频率k
ai
构造补偿函数；其中，j为虚数单位，k
ai
为第i个线性调频信号的调频率，t
a
为方位时间变量；步骤93：将每个调频率的补偿函数h
dc
(t
a
)与当前处理信号相乘，并进行方位fft处理，得到每个调频率对应的处理信号，取其中值最大的处理信号作为当前的s
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；步骤94：构造窄带带阻滤波器，滤除当前的s
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中的尖峰，并且将该尖峰存储在最终精聚焦图像i2上，同时得到滤除尖峰后的剩余信号；步骤95：对剩余信号进行方位ifft处理，并乘以补偿函数，得到处理后的剩余信号，完成了第i个分量的处理；步骤96：将处理后的剩余信号作为当前处理信号，返回执行步骤93~步骤95，直到完成所有分量的处理，得到了所有的尖峰。

技术总结
本发明公开了一种机动平台对海面船只精细化雷达成像方法：步骤1，机动平台采集海面舰船回波信号，进行解调得到基带回波信号；步骤2，对基带回波信号进行距离脉压、走动校正、多普勒中心补偿预处理，得到补偿后的信号；步骤3，将补偿后的信号乘以加速度补偿参考函数，得到加速度补偿后的信号；步骤4，对加速度补偿后的信号进行方位脉压处理，得到舰船目标粗聚焦SAR图像I；步骤5，检测候选舰船目标；步骤6，得到信号S


技术研发人员：杨剑 梁毅 曾裕贵 姚志成 凃育维
受保护的技术使用者：中国人民解放军火箭军工程大学
技术研发日：2022.03.24
技术公布日：2022/4/22