基于相位中心点追踪的斜前视SAR多普勒质心估计方法

1.基于相位中心点追踪的斜前视SAR多普勒质心估计方法，其特征在于，包括：S1、对获取的斜前视SAR对点目标成像的二维回波数据进行距离向脉冲压缩，得到经距离向脉冲压缩后的回波信号；S2、对步骤S1得到的回波信号进行距离走动校正；步骤S2具体包括：S21、采用基于徙动轨迹的估计方法得到初估的多普勒质心 S22、将步骤S1得到的回波信号s 0 (τ,t)通过快速傅里叶变换到距离频域；其中，t代表方位向慢时间，τ代表距离向快时间；S23、将步骤S22得到的距离频域回波信号s 0 (f r ,t)，乘以根据步骤S21的 得到的距离走动校正相位；其中，f r 为距离向频率；S24、对步骤S23得到的回波信号采用快速傅里叶逆变换到时域，得到距离走动校正后的回波信号；S3、对步骤S2得到的回波信号在合成孔径时间内信噪比最大的那一个距离门的方位向信号进行去包络处理，得到去包络后的回波信号；S4、对步骤S3得到的去包络操作后的方位向信号进行局部去噪处理；步骤S4具体为：S41、取出步骤S3得到的信号s a1 (t)频率变化较慢的区域，记为s a0_sub (t)；S42、对s a0_sub (t)进行快速傅里叶变换到频域，然后在频域进行滤波处理；S43、将步骤S42得到的回波信号通过快速傅里叶逆变换到时域，记为s a1_sub (t)；S44、将步骤S43得到的s a1_sub (t)拼到步骤S41中s a0_sub (t)的原始取出位置，得到局部去噪后的信号，记为s a2 (t)；S5、对经步骤S4处理的回波信号进行多普勒质心粗估计；步骤S5具体包括：S51、设置迭代次数记k的初始取值为1；搜索区间设置为：[a(k),b(k)]，a(k)表示第k次迭代的区间下限，b(k)表示第k次迭代的区间上限；采用步骤S21中估计的多普勒质心 设置初始搜索区间为 S52、根据下式计算多普勒质心估计值的试探点λ(k)和μ(k)：λ(k)＝a(k)+0.382(b(k)-a(k))，μ(k)＝a(k)+0.618(b(k)-a(k))S53、利用多普勒质心试探点λ(k)和μ(k)，分别对信号s a2 (t)进行相位补偿操作，补偿后的信号记为：s a2λ (t)＝s a2 (t)·exp(-j2πλ(k)t)s a2μ (t)＝s a2 (t)·exp(-j2πμ(k)t)S54、s a2λ (t)和s a2μ (t)各自对t求取一阶导数，记为：S55、根据下式计算得到相位补偿操作评价指标：其中，|*|代表求取绝对值， 代表在[a-b]范围进行积分，t 0 代表合成孔径中心时刻，w代表求和门限；S56、更新搜索区间和迭代次数；若Z λ >Z μ ，则执行a(k+1)＝λ(k)，b(k+1)＝b(k)，k＝k+1；否则执行a(k+1)＝a(k)，b(k+1)＝μ(k)，k＝k+1；S57、当更新后的区间满足以下式时，则终止迭代，转至步骤S58；否则转至步骤S52；b(k)-a(k)<△f dc1 ；其中，△f dc1 为设置的迭代精度；S58、求多普勒质心粗估计的结果；迭代终止后，搜索区间被缩小至：[a(k),b(k)]，按照下式求取多普勒质心的粗估计结果，记为f dc1 ：S6、根据步骤S5得到的多普勒质心粗估计结果，进行多普勒质心精估计；步骤S6具体包括：S61、对方位向信号s a2 (t)进行十倍的插值处理，记为s a3 (t)；S62、根据步骤S5得到的多普勒质心粗估计，设置初始搜索区间为[a′(1),b′(1)]＝[f dc1 -△f dc1 ,f dc1 +△f dc1 ]；初始化迭代次数为：k′＝1；S63、根据下式计算多普勒质心估计值的试探点λ′(k′)和μ′(k′)：λ′(k′)＝a′(k′)+0.382(b′(k′)-a′(k′))μ′(k′)＝a′(k′)+0.618(b′(k′)-a′(k′))S64、利用获得的多普勒质心试探点λ′(k′)和μ′(k′)分别对信号s a3 (t)进行相位补偿操作，补偿后的信号记为：s a3λ (t)＝s a3 (t)·exp(-j2πλ′(k′)t)s a3μ (t)＝s a3 (t)·exp(-j2πμ′(k′)t)S65、分别对信号s a3λ (t)和s a3μ (t)对t求取一阶导数，记为：S66、分别对信号关于t的一阶导数F λ ′(t)和F μ ′(t)进行如下操作，得到相位补偿操作评价指标，记为：其中，|*|代表求取绝对值， 代表在[a-b]范围进行积分，t 0 代表合成孔径中心时刻，w代表求和门限；S67、更新搜索区间和迭代次数；若Z λ ′>Z μ ′，则执行a′(k′+1)＝λ′(k′)，b′(k′+1)＝b′(k′)，k′＝k′+1；否则执行a′(k′+1)＝a′(k′)，b′(k′+1)＝μ′(k′)，k′＝k′+1；S68、判断是否迭代终止：当更新后的区间满足下式时，则终止迭代，转至步骤S69；否则跳转到步骤S63：b′(k′)-a′(k′)<△f dc2 ；其中，△f dc2 为设置的迭代精度；S69、求多普勒质心精估计的结果：迭代终止后，搜索区间被缩小至：[a′(k′),b′(k′)]，按照下式求取多普勒质心的精估计结果，记为f dc2 ： 2.根据权利要求1所述的基于相位中心点追踪的斜前视SAR多普勒质心估计方法，其特征在于，步骤S1得到的脉冲压缩后的回波信号s 0 (τ,t)表达式为：其中，w a (t)为方位向时域包络，R(t)是SAR平台与点目标的瞬时斜距，t代表方位向慢时间，τ代表距离向快时间，K r 为信号调频率，λ为发射信号波长，c为光速，j是虚数单位。 3.根据权利要求2所述的基于相位中心点追踪的斜前视SAR多普勒质心估计方法，其特征在于，步骤S24得到的距离走动校正后的回波信号s 1 (τ,t)表达式为：其中，IFFT表示快速傅里叶逆变换，c为光速。 4.根据权利要求1所述的基于相位中心点追踪的斜前视SAR多普勒质心估计方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：在经过距离校正后的回波信号s 1 (τ,t)中，取出在合成孔径时间内信噪比最大的一个距离门的方位向信号，记为s a0 (t)；通过下式进行去包络操作，去包络后信号记为s a1 (t)；其中，||*||代表求取信号的绝对值。 5.根据权利要求4所述的基于相位中心点追踪的斜前视SAR多普勒质心估计方法，其特征在于，步骤S43所述s a1_sub (t)表达式为：s a1_sub (t)＝IFFT(FFT(s a0_sub (t))H(jw))其中，FFT表示快速傅里叶变换，H(jw)表示低通滤波器。