技术领域
[0001] 本
发明涉及
信号处理领域，特别是涉及一种正侧视SAR慢速目标的检测方法及检测系统。
背景技术
[0002] 慢速运动目标(如装甲车、船只、无人机等)检测在军民应用领域均具有重要的意义。当SAR成像场景中存在慢速运动目标时，目标慢速运动将给目标检测带来巨大的挑战。首先，由于SAR平台运动速度较快，慢速目标可能会淹没在杂波的多普勒
频谱中；其次，慢速目标引入的多普勒误差较小，使得慢速目标
散焦现象较弱，不便于从SAR图像中发现它的存在；最后，当目标仅存在径向速度时，运动目标仅在SAR图像中引入一个方位向的位移，使得运动目标在最终的SAR图像中像一个静止目标，进一步加大了其检测的难度。
[0003] 目前，SAR运动目标检测主要针对中等或者快速运动目标开展研究，并且主要针对一些新体制SAR系统，如方位多通道SAR、视频SAR以及干涉 SAR等。对于慢速目标检测而言，基于慢速SAR平台、干涉SAR等特殊工作体制，一些慢速目标检测方法也相继提出，但这些
算法的适用范围都十分有限，不具有普适意义。近年来，Radon-Fourier变换类算法的提出使得传统雷达中运动目标长时间相干积累得以实现，该类算法通过二维/高维联合搜索目标运动信息(如目标距离，速度等)实现目标的有效检测，并且能够有效克服多普勒盲速无法检测的问题。因此，该类算法被广泛应用于雷达运动目标检测。
[0004] 但是，由于SAR系统空间几何关系、回波信号模型以及距离历程等与传统雷达均完全不同，使得传统Radon-Fourier变换算法无法适用于SAR慢速运动目标的检测。因此，如何检测SAR慢速运动目标，成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
[0005] 本发明的目的是提供一种正侧视SAR慢速运动目标的检测方法及检测系统，能够精确获取SAR慢速运动目标的运动参数。
[0006] 为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
[0007] 一种正侧视SAR慢速目标的检测方法，所述检测方法包括：
[0008] 获取正侧视SAR慢速目标的二维原始回波仿真数组Sstart、目标检测参数、方位
频率一维数组ft和距离频率一维数组fτ，其中，所述Sstart为Na×Nr二维复数组，所述目标检测参数包括：方位向
采样点数Na，距离向采样点数Nr，信号采样率fs，信号带宽Bw，脉冲信号重复频率PRF，脉冲信号宽度τ，平台运动速度V，参考斜距Rref，系统多普勒中心频率fd0，系统多普勒调频率fr0，信号传播速度c，信号
波长λ；
[0009] 对所述回波仿真数组Sstart进行距离向傅里叶变换处理，获得第一复数组 S1；
[0010] 对所述第一复数组S1进行方位向傅里叶变换处理，获得第二复数组S2；
[0011] 根据所述方位频率一维数组ft和距离频率一维数组fτ对所述第二复数组 S2进行一致压缩处理，获得第三复数组S3；
[0012] 对所述第三复数组S3进行方位向傅里叶逆变换处理，获得第四复数组S4；
[0013] 根据预设的多普勒频率搜索步进长度Δf′d和预设的多普勒频率搜索次数
阈值N确定多普勒频率搜索一维数组f′d，并根据预设的多普勒调频率搜索步进长度Δf′r和预设的多普勒调频率搜索次数阈值M确定多普勒调频率搜索一维数组 f′r；
[0014] 获取当前多普勒调频率搜索次数m，构造并初始化三维复数组Sresult，其中， m＝1,2,...,M，所述三维复数组Sresult的大小为M×Na×Nr，初始化后三维复数组 Sresult中各元素均为0；
[0015] 根据所述方位向采样点数Na及脉冲信号重复频率PRF确定方位时刻一维数组Ta；
[0016] 构造并初始化第五复数组S5，所述第五复数组S5的大小为Na×Nr；
[0017] 获取当前多普勒频率搜索次数n，并根据所述方位时刻一维数组Ta、所述信号传播速度c、所述信号波长λ、所述多普勒频率搜索一维数组f′d和所述距离频率一维数组fτ确定二维距离走动补偿因子数组Hw_r，其中，n＝1,2,...,N；
[0018] 根据公式：S6(i,j)＝S5(i,j)+S4(i,j)Hw_r(i,j)，确定第六复数组S6，其中， S6(i,j)表示第六复数组S6第i行第j列的分量，S5(i,j)表示第五复数组S5第i行第j列的分量，S4(i,j)表示第四复数组S4第i行第j列的分量，Hw_r(i,j)表示二维距离走动补偿因子数组Hw_r的第i行第j列分量；
[0019] 判断当前多普勒频率搜索次数是否等于预设的多普勒频率搜索次数阈值 N，获得第一判断结果；
[0020] 若第一判断结果表示当前多普勒频率搜索次数小于预设的多普勒频率搜索次数阈值N，则更新多普勒频率搜索次数n，并返回所述“根据所述方位时刻一维数组Ta、所述信号传播速度c、所述信号波长λ、所述多普勒频率搜索一维数组f′d和所述距离频率一维数组fτ确定二维距离走动补偿因子数组Hw_r”
[0021] 若第一判断结果表示当前多普勒频率搜索次数等于预设的多普勒频率搜索次数阈值N，则根据所述信号波长λ、多普勒调频率搜索一维数组f′r及所述方位时刻一维数组Ta确定
相位误差补偿因子数组Hc_r；
[0022] 根据公式：S7(i,j)＝S6(i,j)Hc_r(i)，确定第七复数组S7，其中，S7(i,j)表示第七复数组S7第i行第j列的分量，Hc_r(i)表示一维相位误差补偿因子数组 Hc_r的第i个分量；
[0023] 对所述第七复数组S7依次进行距离向傅里叶逆变换和方位向傅里叶变换，获得第八复数组S8；
[0024] 判断当前多普勒调频率搜索次数m是否等于预设的多普勒调频率搜索次数阈值M，获得第二判断结果；
[0025] 若第二判断结果表示当前多普勒调频率搜索次数m小于预设的多普勒调频率搜索次数阈值M，则更新多普勒调频率搜索次数m，并返回所述“根据所述方位向采样点数Na及脉冲信号重复频率PRF确定方位时刻一维数组Ta”
[0026] 若第二判断结果表示当前多普勒调频率搜索次数m等于预设的多普勒调频率搜索次数阈值M，则根据各个第八复数组S8更新所述三维复数组Sresult；
[0027] 根据所述三维复数组Sresult确定所述正侧视SAR慢速目标的运动参数。
[0028] 可选的，所述根据所述方位频率一维数组ft和距离频率一维数组fτ对所述第二复数组S2进行一致压缩处理，获得第三复数组S3，具体包括：
[0029] 根据公式：确定一致压缩处理二维补偿复数组的第i行第j列分量Hc(i,j)，其中，fτ(j)表示距离频率一维数组fτ的第j个分量， j＝1,2,…,Nr，ft(i) 表示方位频率一维数组
ft的第i个分量， i＝1,2,…,Na；
[0030] 根据公式：S3(i,j)＝S2(i,j)Hc(i,j)，确定一致压缩处理后的第三复数组S3，其中，S3(i,j)表示所述第三复数组S3的第i行第j列的分量，S2(i,j)表示所述第二复数组S2的第i行第j列的分量。
[0031] 可选的，所述根据所述方位时刻一维数组Ta、所述信号传播速度c、所述信号波长λ、所述多普勒频率搜索一维数组f′d和所述距离频率一维数组fτ确定二维距离走动补偿因子数组Hw_r，具体包括：
[0032] 根据公式： 确定二维距离走动补偿因子数组Hw_r的第i行第j列分量Hw_r(i,j)，其中，f′d(n)表示多普勒频率搜索一维数组f′d的第n个分量，n＝1,2,…,N，Ta(i)表示所述方位时刻一维数组Ta的第 i个分量，i＝1,2,…,Na，fτ(j)表示距离频率一维数组fτ的第j个分量，
[0033] 根据各个分量Hw_r(i,j)生成二维距离走动补偿因子数组。
[0034] 可选的，所述根据所述信号波长λ、多普勒调频率搜索一维数组f′r及所述方位时刻一维数组Ta确定相位误差补偿因子数组Hc_r，具体包括：
[0035] 根据公式：Hc_r(i)＝exp{jπλf′r(m)Ta2(i)}确定一维相位误差补偿因子数组Hc_r的第i个分量，其中，fr(m)表示多普勒调频率搜索一维数组f′r的第m个分量，Ta(i)表示方位时刻一维数组Ta的第i个分量，i＝1,2,…,Na，Hc_r(i)表示一维相位误差补偿因子数组Hc_r的第i个分量；；
[0036] 根据各个一维相位误差补偿因子数组的分量生成一维相位误差补偿因子数组。
[0037] 可选的，所述根据所述三维复数组Sresult确定所述正侧视SAR慢速目标的运动参数，具体包括：
[0038] 在所述三维复数组Sresult中筛选出局部最大值；
[0039] 确定所述局部最大值在所述三维复数组Sresult中的
位置(n',m',r′)，其中，n'、 m'和r′分别表示所述局部最大值在所述三维复数组Sresult的三个维度上的坐标；
[0040] 根据公式：
[0041] 确定所述正侧视SAR慢速目标的运动参数 (fdm,frm,r)，其中，fdm表示慢速目标的多普勒频率，frm表示慢速目标的统多普勒调频率，r表示慢速目标与SAR系统之间的距离。
[0042] 一种正侧视SAR慢速目标的检测系统，所述检测系统包括：
[0043] 第一数据获取模
块，用于获取正侧视SAR慢速目标的二维原始回波仿真数组Sstart、目标检测参数、方位频率一维数组ft和距离频率一维数组fτ，其中，所述Sstart为Na×Nr二维复数组，所述目标检测参数包括：方位向采样点数Na，距离向采样点数Nr，信号采样率fs，信号带宽Bw，脉冲信号重复频率PRF，脉冲信号宽度τ，平台运动速度V，参考斜距Rref，系统多普勒中心频率fd0，系统多普勒调频率fr0，信号传播速度c，信号波长λ；
[0044] 第一复数组获得模块，用于对所述回波仿真数组Sstart进行距离向傅里叶变换处理，获得第一复数组S1；
[0045] 第二复数组获得模块，用于对所述第一复数组S1进行方位向傅里叶变换处理，获得第二复数组S2；
[0046] 第三复数组获得模块，用于根据所述方位频率一维数组ft和距离频率一维数组fτ对所述第二复数组S2进行一致压缩处理，获得第三复数组S3；
[0047] 第四复数组获得模块，用于对所述第三复数组S3进行方位向傅里叶逆变换处理，获得第四复数组S4；
[0048] 多普勒频率搜索一维数组确定模块，用于根据预设的多普勒频率搜索步进长度Δf′d和预设的多普勒频率搜索次数阈值N确定多普勒频率搜索一维数组 f′d；
[0049] 多普勒调频率搜索一维数组确定模块，用于根据预设的多普勒调频率搜索步进长度Δf′r和预设的多普勒调频率搜索次数阈值M确定多普勒调频率搜索一维数组f′r；
[0050] 多普勒调频率搜索次数获取模块，用于获取当前多普勒调频率搜索次数 m；
[0051] 三维复数组初始化模块，用于构造并初始化三维复数组Sresult，其中， m＝1,2,...,M，所述三维复数组Sresult的大小为M×Na×Nr，初始化后三维复数组 Sresult中各元素均为0；
[0052] 方位时刻一维数组确定模块，用于根据所述方位向采样点数Na及脉冲信号重复频率PRF确定方位时刻一维数组Ta；
[0053] 第五复数组初始化模块，用于构造并初始化第五复数组S5，所述第五复数组S5的大小为Na×Nr；
[0054] 多普勒频率搜索次数获取模块，用于获取当前多普勒频率搜索次数n；
[0055] 二维距离走动补偿因子数组确定模块，用于根据所述方位时刻一维数组 Ta、所述信号传播速度c、所述信号波长λ、所述多普勒频率搜索一维数组f′d和所述距离频率一维数组fτ确定二维距离走动补偿因子数组Hw_r，其中， n＝1,2,...,N；
[0056] 第六复数组确定模块，用于根据公式：S6(i,j)＝S5(i,j)+S4(i,j)Hw_r(i,j)，确定第六复数组S6，其中，S6(i,j)表示第六复数组S6第i行第j列的分量，S5(i,j) 表示第五复数组S5第i行第j列的分量，S4(i,j)表示第四复数组S4第i行第j列的分量，Hw_r(i,j)表示二维距离走动补偿因子数组Hw_r的第i行第j列分量；
[0057] 第一判断模块，用于判断当前多普勒频率搜索次数是否等于预设的多普勒频率搜索次数阈值N，获得第一判断结果；
[0058] 多普勒频率搜索次数更新模块，用于当第一判断结果表示当前多普勒频率搜索次数小于预设的多普勒频率搜索次数阈值N时，更新多普勒频率搜索次数 n，并将更新后的多普勒频率搜索次数发送给所述二维距离走动补偿因子确定模块”
[0059] 相位误差补偿因子数组确定模块，用于当第一判断结果表示当前多普勒频率搜索次数等于预设的多普勒频率搜索次数阈值N时，根据所述信号波长λ、多普勒调频率搜索一维数组f′r及所述方位时刻一维数组Ta确定相位误差补偿因子数组Hc_r；
[0060] 第七复数组确定模块，用于根据公式：S7(i,j)＝S6(i,j)Hc_r(i)，确定第七复数组S7，其中，S7(i,j)表示第七复数组S7第i行第j列的分量，Hc_r(i)表示一维相位误差补偿因子数组Hc_r的第i个分量；
[0061] 第八复数组确定模块，用于对所述第七复数组S7依次进行距离向傅里叶逆变换和方位向傅里叶变换，获得第八复数组S8；
[0062] 第二判断模块，用于判断当前多普勒调频率搜索次数m是否等于预设的多普勒调频率搜索次数阈值M，获得第二判断结果；
[0063] 多普勒调频率搜索次数更新模块，用于当第二判断结果表示当前多普勒调频率搜索次数m小于预设的多普勒调频率搜索次数阈值M，则更新多普勒调频率搜索次数m，并将更新后的多普勒调频率搜索次数m发送给所述方位时刻一维数组确定模块；
[0064] 三维复数组更新模块，用于当第二判断结果表示当前多普勒调频率搜索次数m等于预设的多普勒调频率搜索次数阈值M时，根据各个第八复数组S8更新所述三维复数组Sresult；
[0065] 运动参数确定模块，用于根据所述三维复数组Sresult确定所述正侧视SAR 慢速目标的运动参数。
[0066] 可选的，所述第三复数组获得模块具体包括：
[0067] 二维补偿复数组分量确定单元，用于根据公式：确定一致压缩处
理二维补偿复数组的第i行第j列分量Hc(i,j)，其中，fτ(j)表示距离频率一维数组fτ的第j个分量， j＝1,2,…,Nr，ft(i)表示方位频率一维数组ft的第i个分量，
i＝1,2,…,Na；
[0068] 第三复数组确定单元，用于根据公式：S3(i,j)＝S2(i,j)Hc(i,j)，确定一致压缩处理后的第三复数组S3，其中，S3(i,j)表示所述第三复数组S3的第i行第j 列的分量，S2(i,j)表示所述第二复数组S2的第i行第j列的分量。
[0069] 可选的，所述二维距离走动补偿因子确定模块具体包括：
[0070] 二维距离走动补偿因子数组分量确定单元，用于根据公式：确定二维距离走动补偿因子数组Hw_r的第 i行第
j列分量Hw_r(i,j)，其中，f′d(n)表示多普勒频率搜索一维数组f′d的第n个分量，n＝1,2,…,N，Ta(i)表示所述方位时刻一维数组Ta的第i个分量， i＝1,2,…,Na，fτ(j)表示距离频率一维数组fτ的第j个分量，
[0071] 二维距离走动补偿因子数组生成单元，用于根据各个分量Hw_r(i,j)生成二维距离走动补偿因子数组。
[0072] 可选的，所述相位误差补偿因子确定模块具体包括：
[0073] 相位误差补偿因子数组分量确定单元，用于根据公式：确定一维相位误差补偿因子数组Hc_r的第i个分量，其中，f′r(m)表示多普勒调频率搜索一维数组f′r的第m个分量，Ta(i)表示方位时刻一维数组Ta的第i个分量，i＝1,2,…,Na；
[0074] 一维相位误差补偿因子数组生成单元，用于根据各个相位误差补偿因子数组的分量生成一维相位误差补偿因子数组。
[0075] 可选的，所述运动参数确定模块具体包括：
[0076] 筛选单元，用于在所述三维复数组Sresult中筛选出局部最大值；
[0077] 位置确定单元，用于确定所述局部最大值在所述三维复数组Sresult中的位置 (n',m',r′)，其中，n'、m'和r′分别表示所述局部最大值在所述三维复数组Sresult的三个维度上的坐标；
[0078] 运动参数确定单元，用于根据公式：
[0079] 确定所述正侧视SAR慢速目标的运动参数 (fdm,frm,r)，其中，fdm表示慢速目标的多普勒频率，frm表示慢速目标的统多普勒调频率，r表示慢速目标与SAR系统之间的距离。
[0080] 根据本发明提供的具体
实施例，本发明公开了以下技术效果：
[0081] 本发明提供的检测方法及检测系统，采用参数搜索的方式，结合探测
精度需求和探测目标类型，灵活选取参数搜索步进和搜索次数，能够精确确定慢速运动目标的运动参数，从而实现对慢速运动目标的有效检测。
附图说明
[0082] 为了更清楚地说明本发明实施例或
现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0083] 图1为本发明实施例1提供的检测方法的
流程图；
[0084] 图2为本发明实施例2提供的检测系统的结构
框图；
[0085] 图3为本发明实施例3提供的检测方法的流程图；
[0086] 图4为本发明实施例3提供的检测方法中步骤309的流程图；
[0087] 图5为本发明实施例3提供的检测方法中步骤310的流程图。
具体实施方式
[0088] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0089] 本发明的目的是提供一种正侧视SAR慢速运动目标的检测方法及检测系统，能够精确获取SAR慢速运动目标的运动参数。
[0090] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0091] 实施例1：
[0092] 图1为本发明实施例1提供的检测方法的流程图。如图1所示，一种正侧视SAR慢速目标的检测方法，所述检测方法包括：
[0093] 步骤101：获取正侧视SAR慢速目标的二维原始回波仿真数组Sstart、目标检测参数、方位频率一维数组ft和距离频率一维数组fτ，其中，所述Sstart为 Na×Nr二维复数组，所述目标检测参数包括：方位向采样点数Na，距离向采样点数Nr，信号采样率fs，信号带宽Bw，脉冲信号重复频率PRF，脉冲信号宽度τ，平台运动速度V，参考斜距Rref，系统多普勒中心频率fd0，系统多普勒调频率fr0，信号传播速度c，信号波长λ；
[0094] 步骤102：对所述回波仿真数组Sstart进行距离向傅里叶变换处理，获得第一复数组S1；
[0095] 步骤103：对所述第一复数组S1进行方位向傅里叶变换处理，获得第二复数组S2；
[0096] 步骤104：根据所述方位频率一维数组ft和距离频率一维数组fτ对所述第二复数组S2进行一致压缩处理，获得第三复数组S3；
[0097] 步骤105：对所述第三复数组S3进行方位向傅里叶逆变换处理，获得第四复数组S4；
[0098] 步骤106：根据预设的多普勒频率搜索步进长度Δf′d和预设的多普勒频率搜索次数阈值N确定多普勒频率搜索一维数组f′d，并根据预设的多普勒调频率搜索步进长度Δf′r和预设的多普勒调频率搜索次数阈值M确定多普勒调频率搜索一维数组f′r；
[0099] 步骤107：获取当前多普勒调频率搜索次数m，构造并初始化三维复数组 Sresult，其中，m＝1,2,...,M，所述三维复数组Sresult的大小为M×Na×Nr，初始化后三维复数组Sresult中各元素均为0；
[0100] 步骤108：根据所述方位向采样点数Na及脉冲信号重复频率PRF确定方位时刻一维数组Ta；
[0101] 步骤109：构造并初始化第五复数组S5，所述第五复数组S5的大小为 Na×Nr；
[0102] 步骤110：获取当前多普勒频率搜索次数n，并根据所述方位时刻一维数组Ta、所述信号传播速度c、所述信号波长λ、所述多普勒频率搜索一维数组f′d和所述距离频率一维数组fτ确定二维距离走动补偿因子数组Hw_r，其中， n＝1,2,...,N；
[0103] 步骤111：根据公式：S6(i,j)＝S5(i,j)+S4(i,j)Hw_r(i,j)，确定第六复数组S6，其中，S6(i,j)表示第六复数组S6第i行第j列的分量，S5(i,j)表示第五复数组S5第i行第j列的分量，S4(i,j)表示第四复数组S4第i行第j列的分量，Hw_r(i,j)表示二维距离走动补偿因子数组Hw_r的第i行第j列分量；
[0104] 步骤112：判断当前多普勒频率搜索次数是否等于预设的多普勒频率搜索次数阈值N，获得第一判断结果；
[0105] 若第一判断结果表示当前多普勒频率搜索次数小于预设的多普勒频率搜索次数阈值N，执行步骤113；
[0106] 若第一判断结果表示当前多普勒频率搜索次数等于预设的多普勒频率搜索次数阈值N，执行步骤114；
[0107] 步骤113：更新多普勒频率搜索次数n，返回步骤110；
[0108] 步骤114：根据所述信号波长λ、多普勒调频率搜索一维数组f′r及所述方位时刻一维数组Ta确定相位误差补偿因子数组Hc_r；
[0109] 步骤115：根据公式：S7(i,j)＝S6(i,j)Hc_r(i)，确定第七复数组S7，其中， S7(i,j)表示第七复数组S7第i行第j列的分量，Hc_r(i)表示一维相位误差补偿因子数组Hc_r的第i个分量；
[0110] 步骤116：对所述第七复数组S7依次进行距离向傅里叶逆变换和方位向傅里叶变换，获得第八复数组S8；
[0111] 步骤117：判断当前多普勒调频率搜索次数m是否等于预设的多普勒调频率搜索次数阈值M，获得第二判断结果；
[0112] 若第二判断结果表示当前多普勒调频率搜索次数m小于预设的多普勒调频率搜索次数阈值M，则执行步骤118；
[0113] 若第二判断结果表示当前多普勒调频率搜索次数m等于预设的多普勒调频率搜索次数阈值M，执行步骤119；
[0114] 步骤118：更新多普勒调频率搜索次数m，并返回步骤108；
[0115] 步骤119：则根据各个第八复数组S8更新所述三维复数组Sresult；
[0116] 步骤120：根据所述三维复数组Sresult确定所述正侧视SAR慢速目标的运动参数。
[0117] 具体地，所述步骤104：根据所述方位频率一维数组ft和距离频率一维数组fτ对所述第二复数组S2进行一致压缩处理，获得第三复数组S3，具体包括：
[0118] 步骤1041：根据公式：
[0119] 确定一致压缩处理二维补偿复数组的第i行第j列分量Hc(i,j)，其中，fτ(j)表示距离频率一维数组fτ的第j个分量， j＝1,2,…,Nr，ft(i)表示方位频率一维数组ft的第i个
分量， i＝1,2,…,Na；
[0120] 步骤1042：根据公式：S3(i,j)＝S2(i,j)Hc(i,j)，确定一致压缩处理后的第三复数组S3，其中，S3(i,j)表示所述第三复数组S3的第i行第j列的分量，S2(i,j) 表示所述第二复数组S2的第i行第j列的分量。
[0121] 具体地，所述步骤110中：根据所述方位时刻一维数组Ta、所述信号传播速度c、所述信号波长λ、所述多普勒频率搜索一维数组f′d和所述距离频率一维数组fτ确定二维距离走动补偿因子数组Hw_r，具体包括：
[0122] 步骤1101：根据公式： 确定二维距离走动补偿因子数组Hw_r的第i行第j列分量Hw_r(i,j)，其中，f′d(n)表示多普勒频率搜索一维数组f′d的第n个分量，n＝1,2,…,N，Ta(i)表示所述方位时刻一维数组Ta的第i个分量，i＝1,2,…,Na，fτ(j)表示距离频率一维数组fτ的第j个分量，
[0123] 步骤1102：根据各个分量Hw_r(i,j)生成二维距离走动补偿因子数组。
[0124] 具体地，所述步骤114：根据所述信号波长λ、多普勒调频率搜索一维数组f′r及所述方位时刻一维数组Ta确定相位误差补偿因子数组Hc_r，具体包括：
[0125] 步骤1141：根据公式： 确定一维相位误差补偿因子数组Hc_r的第i个分量，其中，f′r(m)表示多普勒调频率搜索一维数组f′r的第m个分量，Ta(i)表示方位时刻一维数组Ta的第i个分量，i＝1,2,…,Na，Hc_r(i) 表示一维相位误差补偿因子数组Hc_r的第i个分量；；
[0126] 步骤1142：根据各个一维相位误差补偿因子数组的分量生成一维相位误差补偿因子数组。
[0127] 具体地，所述步骤120：根据所述三维复数组Sresult确定所述正侧视SAR 慢速目标的运动参数，具体包括：
[0128] 步骤1201：在所述三维复数组Sresult中筛选出局部最大值；
[0129] 步骤1202：确定所述局部最大值在所述三维复数组Sresult中的位置 (n',m',r′)，其中，n'、m'和r′分别表示所述局部最大值在所述三维复数组Sresult的三个维度上的坐标；
[0130] 步骤1203：根据公式：
[0131] 确定所述正侧视SAR慢速目标的运动参数 (fdm,frm,r)，其中，fdm表示慢速目标的多普勒频率，frm表示慢速目标的统多普勒调频率，r表示慢速目标与SAR系统之间的距离。
[0132] 实施例2：
[0133] 图2为本发明实施例2提供的检测系统的结构框图。如图2所示，一种正侧视SAR慢速目标的检测系统，所述检测系统包括：
[0134] 第一数据获取模块201，用于获取正侧视SAR慢速目标的二维原始回波仿真数组Sstart、目标检测参数、方位频率一维数组ft和距离频率一维数组fτ，其中，所述Sstart为Na×Nr二维复数组，所述目标检测参数包括：方位向采样点数Na，距离向采样点数Nr，信号采样率fs，信号带宽Bw，脉冲信号重复频率 PRF，脉冲信号宽度τ，平台运动速度V，参考斜距Rref，系统多普勒中心频率 fd0，系统多普勒调频率fr0，信号传播速度c，信号波长λ；
[0135] 第一复数组获得模块202，用于对所述回波仿真数组Sstart进行距离向傅里叶变换处理，获得第一复数组S1；
[0136] 第二复数组获得模块203，用于对所述第一复数组S1进行方位向傅里叶变换处理，获得第二复数组S2；
[0137] 第三复数组获得模块204，用于根据所述方位频率一维数组ft和距离频率一维数组fτ对所述第二复数组S2进行一致压缩处理，获得第三复数组S3；
[0138] 第四复数组获得模块205，用于对所述第三复数组S3进行方位向傅里叶逆变换处理，获得第四复数组S4；
[0139] 多普勒频率搜索一维数组确定模块206，用于根据预设的多普勒频率搜索步进长度Δf′d和预设的多普勒频率搜索次数阈值N确定多普勒频率搜索一维数组f′d；
[0140] 多普勒调频率搜索一维数组确定模块207，用于根据预设的多普勒调频率搜索步进长度Δf′r和预设的多普勒调频率搜索次数阈值M确定多普勒调频率搜索一维数组f′r；
[0141] 多普勒调频率搜索次数获取模块208，用于获取当前多普勒调频率搜索次数m；
[0142] 三维复数组初始化模块209，用于构造并初始化三维复数组Sresult，其中， m＝1,2,...,M，所述三维复数组Sresult的大小为M×Na×Nr，初始化后三维复数组 Sresult中各元素均为0；
[0143] 方位时刻一维数组确定模块210，用于根据所述方位向采样点数Na及脉冲信号重复频率PRF确定方位时刻一维数组Ta；
[0144] 第五复数组初始化模块211，用于构造并初始化第五复数组S5，所述第五复数组S5的大小为Na×Nr；
[0145] 多普勒频率搜索次数获取模块212，用于获取当前多普勒频率搜索次数n；
[0146] 二维距离走动补偿因子数组确定模块213，用于根据所述方位时刻一维数组Ta、所述信号传播速度c、所述信号波长λ、所述多普勒频率搜索一维数组f′d和所述距离频率一维数组fτ确定二维距离走动补偿因子数组Hw_r，其中， n＝1,2,...,N；
[0147] 第六复数组确定模块214，用于根据公式：S6(i,j)＝S5(i,j)+S4(i,j)Hw_r(i,j)，确定第六复数组S6，其中，S6(i,j)表示第六复数组S6第i行第j列的分量，S5(i,j) 表示第五复数组S5第i行第j列的分量，S4(i,j)表示第四复数组S4第i行第j列的分量，Hw_r(i,j)表示二维距离走动补偿因子数组Hw_r的第i行第j列分量；
[0148] 第一判断模块215，用于判断当前多普勒频率搜索次数是否等于预设的多普勒频率搜索次数阈值N，获得第一判断结果；
[0149] 多普勒频率搜索次数更新模块216，用于当第一判断结果表示当前多普勒频率搜索次数小于预设的多普勒频率搜索次数阈值N时，更新多普勒频率搜索次数n，并将更新后的多普勒频率搜索次数发送给所述二维距离走动补偿因子确定模块213；
[0150] 相位误差补偿因子数组确定模块217，用于当第一判断结果表示当前多普勒频率搜索次数等于预设的多普勒频率搜索次数阈值N时，根据所述信号波长λ、多普勒调频率搜索一维数组f′r及所述方位时刻一维数组Ta确定相位误差补偿因子数组Hc_r；
[0151] 第七复数组确定模块218，用于根据公式：S7(i,j)＝S6(i,j)Hc_r(i)，确定第七复数组S7，其中，S7(i,j)表示第七复数组S7第i行第j列的分量，Hc_r(i)表示一维相位误差补偿因子数组Hc_r的第i个分量；
[0152] 第八复数组确定模块219，用于对所述第七复数组S7依次进行距离向傅里叶逆变换和方位向傅里叶变换，获得第八复数组S8；
[0153] 第二判断模块220，用于判断当前多普勒调频率搜索次数m是否等于预设的多普勒调频率搜索次数阈值M，获得第二判断结果；
[0154] 多普勒调频率搜索次数更新模块221，用于当第二判断结果表示当前多普勒调频率搜索次数m小于预设的多普勒调频率搜索次数阈值M，则更新多普勒调频率搜索次数m，并将更新后的多普勒调频率搜索次数m发送给所述方位时刻一维数组确定模块210；
[0155] 三维复数组更新模块222，用于当第二判断结果表示当前多普勒调频率搜索次数m等于预设的多普勒调频率搜索次数阈值M时，根据各个第八复数组 S8更新所述三维复数组Sresult；
[0156] 运动参数确定模块223，用于根据所述三维复数组Sresult确定所述正侧视 SAR慢速目标的运动参数。
[0157] 具体地，所述第三复数组获得模块204具体包括：
[0158] 二维补偿复数组分量确定单元2041，用于根据公式：
[0159] 确定一致压缩处理二维补偿复数组的第i行第j列分量Hc(i,j)，其中，fτ(j)表示距离频率一维数组fτ的第j个分量， j＝1,2,…,Nr，ft(i)表示方位频率一维数组ft的第i
个分量， i＝1,2,…,Na；
[0160] 第三复数组确定单元2042，用于根据公式：S3(i,j)＝S2(i,j)Hc(i,j)，确定一致压缩处理后的第三复数组S3，其中，S3(i,j)表示所述第三复数组S3的第i行第j列的分量，S2(i,j)表示所述第二复数组S2的第i行第j列的分量。
[0161] 具体地，所述二维距离走动补偿因子确定模块213具体包括：
[0162] 二维距离走动补偿因子数组分量确定单元2131，用于根据公式：
[0163] 确定二维距离走动补偿因子数组Hw_r的第i行第j列分量Hw_r(i,j)，其中，f′d(n)表示多普勒频率搜索一维数组f′d的第n个分量，n＝
1,2,…,N，Ta(i)表示所述方位时刻一维数组Ta的第i个分量， i＝1,2,…,Na，fτ(j)表示距离频率一维数组fτ的第j个分量，
[0164] 二维距离走动补偿因子数组生成单元2132，用于根据各个分量Hw_r(i,j)生成二维距离走动补偿因子数组。
[0165] 具体地，所述相位误差补偿因子数组确定模块217具体包括：
[0166] 相位误差补偿因子数组分量确定单元2171，用于根据公式：
[0167] 确定一维相位误差补偿因子数组Hc_r的第i个分量，其中，f′r(m)表示多普勒调频率搜索一维数组f′r的第m个分量，Ta(i)表示方位时刻一维数组Ta的第i个分量，i＝1,2,…,Na；
[0168] 一维相位误差补偿因子数组生成单元2172，用于根据各个相位误差补偿因子数组的分量生成一维相位误差补偿因子数组。
[0169] 具体地，所述运动参数确定模块223具体包括：
[0170] 筛选单元2231，用于在所述三维复数组Sresult中筛选出局部最大值；
[0171] 位置确定单元2232，用于确定所述局部最大值在所述三维复数组Sresult中的位置(n',m',r′)，其中，n'、m'和r′分别表示所述局部最大值在所述三维复数组Sresult的三个维度上的坐标；
[0172] 运动参数确定单元2233，用于根据公式：
[0173] 确定所述正侧视SAR慢速目标的运动参数 (fdm,frm,r)，其中，fdm表示慢速目标的多普勒频率，frm表示慢速目标的统多普勒调频率，r表示慢速目标与SAR系统之间的距离。
[0174] 实施例3：
[0175] 本实施例提供的基于Radon-Fourier变换的正侧视SAR慢速目标检测方法，处理的对象是正侧视SAR慢速目标原始回
波数据，得到的结果是慢速运动目标的运动参数(多普勒频率，多普勒调频率以及距离)。
[0176] 图3为本发明实施例3提供的检测方法的流程图。如图3所示，基于 Radon-Fourier变换的正侧视SAR慢速目标检测方法包括以下步骤：
[0177] 步骤301：读入正侧视SAR慢速目标二维原始回波仿真数组Sstart以及相应的目标检测参数。
[0178] 其中，Sstart是大小为Na×Nr二维复数组，而目标检测参数具体包括：方方位向采样点数Na，距离向采样点数Nr，信号采样率fs，信号带宽Bw，脉冲信号重复频率PRF，脉冲信号宽度τ，平台速度V，参考斜距Rref，系统多普勒中心频率fd0，系统多普勒调频率fr0，信号传播速度c，信号波长λ。
[0179] 步骤302：原始回波信号距离向FFT处理，具体操作流程为：
[0180] 步骤3021：构造一维序列i,j，其中i代表行，j代表列；
[0181]
[0182] 步骤3021：将步骤301读入的原始回波信号Sstart做距离向FFT处理，即沿方位向(按行)进行FFT处理，得到二维复数组S1(i,j)；
[0183] S1(i,:)＝FFT(Sstart(i,:)) (2)
[0184] 其中，Sstart(i,:)表示Sstart的第i行，S1(i,:)表示S1的第i行，FFT(·)表示对一维数组进行快速傅里叶变换。
[0185] 步骤303：将步骤302得到的二维复数组S1(i,j)做方位向傅里叶变换处理，即沿距离向(按列)进行FFT处理，得到二维复数组S2(i,j)：
[0186] S2(:,j)＝FFT(S1(:,j)) (3)
[0187] 其中，S1(:,j)表示S1的第j列，S2(:,j)表示S2的第j列。
[0188] 步骤304：一致压缩处理，具体操作流程为：
[0189] 步骤3041：构造方位频率与距离频率一维数组：
[0190]
[0191] 步骤3042：生成一致压缩处理二维补偿复数组Hc(i,j)：
[0192]
[0193] 步骤3043：将步骤303得到的二维复数组S2(i,j)中各元素同Hc(i,j)中对应的元素相乘，得到二维复数组S3(i,j)，完成一致压缩处理。
[0194] S3(i,j)＝S2(i,j)Hc(i,j) (6)
[0195] 步骤305：方位向傅里叶逆变换；
[0196] 将步骤304得到二维复数组S3(i,j)做方位向傅里叶逆变换处理，即沿距离向(按列)进行IFFT处理，得到二维复数组S4(i,j)。
[0197] S4(:,j)＝IFFT(S3(:,j)) (7)
[0198] 其中，IFFT(·)表示对一维数组进行快速傅里叶变换。
[0199] 步骤306：设置多普勒频率搜索步进长度和次数分别为Δf′d和N，设置多普勒调频率搜索步进长度和次数分别为Δf′r和M，并生成多普勒频率搜索一维数组f′d和多普勒调频率搜索一维数组f′r，生成方法如下：
[0200]
[0201] 步骤307：令m＝1，从一维数组f′r取值得到f′r(m)，并初始化三维复数组 Sresult，数组大小为M×Na×Nr：
[0202] Sresult(1:M,1:Na,1:Nr)＝0 (9)
[0203] 步骤308：参数设置与计算：计算方位时刻一维数组Ta，数组大小为Na×1，并初始化二维复数组S5，数组大小为Na×Nr，令n＝1：
[0204]
[0205] 步骤309：距离走动补偿处理，处理流程如图4所示，具体包括以下几个步骤：
[0206] 步骤3091：从一维数组f′d取值得到f′d(n)；
[0207] 步骤3092：结合f′d(n)，计算二维距离走动补偿因子Hw_r(i,j)；
[0208]
[0209] 步骤3093：将二维复数组S4与距离走动补偿因子Hw_r相乘，并将得到二维复数组与S5相加；
[0210] S5(i,j)＝S5(i,j)+S4(i,j)Hw_r(i,j) (12)
[0211] 步骤3094：令n＝n+1，并判断n与N的大小，若n≤N，然后返回步骤309，若n＞N，执行步骤310；
[0212] 步骤310：做二次相位误差补偿处理、距离向傅里叶逆变换以及方位向傅里叶变换，处理流程如图5所示，具体包括以下几个步骤：
[0213] 步骤3101：结合f′r(m)，计算二次相位误差补偿因子Hc_r；
[0214]
[0215] 步骤3102：将二维复数组S5与二次相位误差补偿因子Hc_r相乘，得到二维复数组S6；
[0216] S6(i,j)＝S5(i,j)Hc_r(i) (14)
[0217] 步骤3103：将二维复数组S6做距离向傅里叶逆变换，得到二维复数组S7；
[0218] S7(i,:)＝IFFT(S6(i,:)) (15)
[0219] 步骤3104：将二维复数组S7做方位向傅里叶变换，得到二维复数组S8；
[0220] S8(:,j)＝FFT(S7(:,j)) (16)
[0221] 步骤3105：将得到二维复数组S8赋值给Sresult(m,:,:)，即Sresult(m,:,:)＝S8(i,j)，令m＝m+1，并判断m与M的大小，若m≤M，返回步骤308开始重复操作，若m＞M，然后执行步骤311；
[0222] 步骤311：在三维复数组Sresult中寻找局部最大值，得到最大值位置 (n',m',r′)，进而得到运动目标参数(fdm,frm,r)。
[0223]
[0224] 采用本实施例提供的基于Radon-Fourier变换的正侧视SAR慢速目标检测方法进行目标运动参数的获取，其成像过程中涉及的成像参数如表1所示。
[0225] 表1实施例3的成像参数
[0226]
[0227]
[0228] 具体实施过程如下：
[0229] 步骤一：读入正侧视SAR慢速目标二维原始回波仿真数组Sstart以及相应的目标检测参数。其中Sstart是大小为512×1024二维复数组，而成像参数具体包括：方位向采样点数Na，距离向采样点数Nr，信号采样率fs，信号带宽Bw，脉冲信号重复频率PRF，脉冲信号宽度τ，平台速度V，参考斜距Rref，系统多普勒中心频率fd0，系统多普勒调频率fr0，信号传播速度c，信号波长λ。
[0230] 步骤二：原始回波信号距离向FFT处理，具体操作流程为：
[0231] (a)构造一维序列i,j，如式(1)所示，i＝[1,2,···,512],j＝[1,2,···,1024]；
[0232] (b)将步骤一读入的原始回波信号Sstart做距离向FFT处理，如式(2)所示，得到二维复数组S1(i,j)；
[0233] 步骤三：将步骤二得到二维复数组S1(i,j)做方位向傅里叶变换处理，如式 (3)所示，得到二维复数组S2(i,j)；
[0234] 步骤四：一致压缩处理，具体操作流程为：
[0235] (a)构造方位频率与距离频率一维数组，如式(4)所示，得到相应的数组为ft(i)和fτ(j)；
[0236] (b)生成一致压缩处理二维补偿复数组Hc(i,j)，如式(5)所示；
[0237] (c)将步骤三得到的二维复数组S2(i,j)中各元素同Hc(i,j)中对应的元素相乘，如式(6)所示，得到二维复数组S3(i,j)，完成一致压缩处理。
[0238] 步骤五：将步骤四得到二维复数组S3(i,j)做方位向傅里叶逆变换处理，如式(7)所示，得到二维复数组S4(i,j)。
[0239] S4(:,j)＝IFFT(S3(:,j)) (7)
[0240] 其中，IFFT(·)表示对一维数组进行快速傅里叶变换。
[0241] 步骤六：设置多普勒频率搜索步进长度和次数分别为 和 N＝Na＝512，设置多普勒调频率搜索步进长度和次数分别为Δf′r＝1.0和M＝200，并生成多普勒频率搜索一维数组f′d和多普勒调频率搜索一维数组f′r，如式(8) 所示；
[0242] 步骤七：令m＝1，从一维数组f′r取值得到f′r(m)，并初始化三维复数组Sresult，如式(9)所示，数组大小为200×512×1024；
[0243] 步骤八：计算方位时刻一维数组Ta，数组大小为512×1，并初始化二维复数组S5，如式(10)所示，数组大小为512×1024，并令n＝1；；
[0244] 步骤九：距离走动补偿处理，操作流程为：
[0245] (a)从一维数组f′d取值得到f′d(n)；
[0246] (b)结合f′d(n)，计算二维距离走动补偿因子Hw_r(i,j)，如式(11)所示；
[0247] (c)将二维复数组S4与距离走动补偿因子Hw_r相乘，并将得到二维复数组与S5相加，如式(12)所示；
[0248] (d)令n＝n+1，并判断n与N的大小，若n≤N，然后从步骤九(a)开始重复操作，若n＞N，然后执行步骤十；
[0249] 步骤十：做二次相位误差补偿处理、距离向傅里叶逆变换以及方位向傅里叶变换，操作流程为：
[0250] (a)结合f′r(m)，计算二次相位误差补偿因子Hc_r(i)，如式(13)所示；
[0251] (b)将二维复数组S5与二次相位误差补偿因子Hc_r相乘，如式(14)所示，得到二维复数组S6；
[0252] (c)将二维复数组S6做距离向傅里叶逆变换，如式(15)所示，得到二维复数组S7；
[0253] (d)将二维复数组S7做方位向傅里叶变换，如式(16)所示，得到二维复数组S8；
[0254] (e)将得到二维复数组S8赋值给Sresult(m,:,:)，即Sresult(m,:,:)＝S8(i,j)，令 m＝m+1，并判断m与M的大小，若m≤M，然后从步骤八开始重复操作，若 m＞M，然后执行步骤十一；
[0255] 步骤十一：在三维复数组Sresult中寻找局部最大值，得到三个局部最大值位置分别为(378,137,475)，(256,100,512)，(78,43,550)，结合式(17)进而得到运动目标参数。
[0256] 经过上述步骤的处理，得到最终慢速运动目标的运动参数。表2给出了慢速运动目标的真实运动参数与通过本发明提供的方法所得到的运动参数。由表2可知本发明提供的方法可以实现慢速运动目标运动参数的精确获取，从而实现慢速运动的有效检测。
[0257] 表2慢速运动目标的真实运动参数与发明提供的方法所得到的运动参数[0258]
[0259] 本发明提供的正侧视SAR慢速目标的检测方法是一种基于改进的 Radon-Fourier变换的正侧视SAR慢速目标检测方法，避免了传统 Radon-Fourier变换算法中的距离插值操作，有效提高了算法效率。同时，本发明提供的检测方法采用参数搜索的方式进行，可结合探测精度需求和探测目标类型，灵活的选取参数搜索步进和搜索次数，从而在满足探测需求前提下，进一步提高算法效率，从而能够适应不同探测精度的需求，具有方便灵活的特点。
[0260] 本
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
[0261] 本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
