(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111499230.3 (22)申请日 2021.12.09 (71)申请人 电子科技大 学 地址 611731 四川省成 都市高新区 （西区） 西源大道 2006号 (72)发明人 李中余　杨青　李俊奥　安洪阳　 武俊杰　杨建宇　 (74)专利代理 机构 成都虹盛汇泉专利代理有限 公司 51268 代理人 王伟 (51)Int.Cl. G01S 13/90(2006.01) G06F 30/27(2020.01) G06N 3/12(2006.01) G06F 111/04(2020.01) (54)发明名称 一种基于最优极坐标变换的双基SAR动目标 重聚焦方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于最优极坐标变换的 双基SAR动目标重聚焦方法， 首先通过后向投影 算法消除了由平台引起的紧耦合和空变效应， 但 由于目标速度的影 响， 运动目标成像结果是二维 散焦和偏移的； 然后采用双基极坐标变换， 将动 目标散焦自由度从二维降低到一维， 将参数估计 和动目标重聚焦问题转化为一个约束优化问题， 并应用差分进化求解， 得到重聚焦结果； 最后考 虑扩展运动目标的多普勒参数空变特性， 对其进 行补偿， 实现了动目标的重聚焦以及重定位。 本 发明的方法通过采用最优极坐标变换 降低动目 标散焦自由度， 同时将动目标重聚焦问题转化为 约束优化问题， 解决了动目标未知RCM校正和多 普勒参数估计 之间的紧耦合， 以及扩展运动目标 的多普勒参数空变的问题。 权利要求书5页 说明书11页 附图4页 CN 114185047 A 2022.03.15 CN 114185047 A 1.一种基于最优极坐标变换的双基SAR动目标重聚焦方法， 具体包括如下步骤： 步骤一： 建立双基SAR空间几何构型， 并完成参数初始化； 在直角坐标系中， 以发射站在地面的投影点为坐标原点， 则发射站在零时刻的位置坐 标为PT＝(0,0,H)， 接收站在零时刻的位置坐标为PR＝(Xr,Yr,H)， 其中， Xr为接收站的X轴坐 标， Yr为接收站的Y轴坐标， H为发射站与接收站的Z轴坐标； 发射站与接收站的飞行速度均 为V， 飞行方向与Y轴平行； 设ξ0＝(x0,y0)为地面运动目标 的初始坐标， 其中， x0为该地面运 动目标的X轴坐标， y0为该地面运动目标的Y轴坐标， 运动目标的速度为 vx和vy 分别表示动目标的切航迹和沿航迹 速度； 步骤二： 获取双基SAR到地 面运动目标ξ0＝(x0,y0)的距离历程RMT( η； ξ0)： 其中， RMT(0； ξ0)＝Rt0+Rr0 其中， RMT(0； ξ0)为运动目标在方位时间η＝0时的距离历程， Rr0表示运动目标在方位时 间η＝0时与接收站的距离， Rt0表示运动目标在方位时间η＝0时与发射站的距离， fdMT( ξ0)表 示运动目标在方位时间η＝0时的多普勒质心， frMT( ξ0)表示运动目标在方位时间η＝0时的 多普勒调频率， Rr0和Rt0分别表示零时刻地面任意点到发射站与接收站的双基距离， η表示 方位时间变量， λ为发射信号的波长； 步骤三： 获取双基SAR的运动目标回波， 扩展运动目标反射的回波经下变频和距离压缩 后表达式为： 其中， τ为距离快时间变量， ξ＝(x,y)表示地面任意目标点的坐标， σ表示运动目标的 RCS， Tp和K分别表示发射信号的时宽与调频率， Ts表示运动目标的合成孔径时间， V表示扩展 运动目标的体积， c为电磁波速度； 步骤四： 去除由双基SAR平台引起的动目标回波空变量，权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 114185047 A 2利用后向投影算法对双基SAR动目标回波 进行处理， 成像结果表示 为： 其中， ΔR( η； ξ )＝R( η； ξ ) ‑RMT( η； ξ0) 其中， R( η； ξ )是地 面任意静止点目标ξ ＝(x,y)在方位时间为 η 时的双基距离历史； 步骤五： 双基极坐标格式转换， 将动目标成像结果从直角坐标系 ξ＝(x,y)转换为双基极坐标系 其中， κ 为地 面任意点的双基距离， 表示双基的基线 与向量 的夹角， 因此， 直角坐标系与双 基极坐标格式的关系表示 为： 其中， l是发射站与接收站的距离； 以发射站 的位置和接收站位置为椭圆的焦点， 发射站位置为极坐标的原点， 建立双基 极坐标 结合直角坐标系与双基极坐标格式的关系式和椭圆的性质， 得到发射站 与地面极坐标点 的距离为： 因此， 直角坐标系 ξ ＝(x,y)通过双基极坐标 的投影和旋转得到： 其中， 其中， β 是向量 和Z轴负向的夹角且cosβ ＝H/Rt(Υ)， α 为双基基线与X轴 正向的夹 角在地面上的投影角； 用 κ0和 分别表示位于ξ0＝(x0,y0)处地面运动目标的双基距离和双基基线 与向量 的夹角， 则位于 处动目标的成像结果在 双基极坐标的表达形式如下：权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 114185047 A 3