本发明属于雷达图像目标定位,涉及一种双基前视sar目标定位方法,可应用于高速平台在双基前视sar成像模式下对广阔背景内的慢速运动目标精确定位。
背景技术:
1、双基合成孔径雷达(sar)收发平台位置分离,具有比传统单基sar更灵活的几何构型,弥补了单基sar无法前视成像的缺陷。双基前视sar系统是将接收雷达和发射雷达分别搭载在两个平台上,两平台协同工作,共享数据链信息,通过合理的构型设计和系统参数设计,能够实现对雷达正前方目标的二维高分辨成像。双基前视sar能增加雷达的观测范围,获取目标不同方位的散射特性信息,增强雷达对目标的有效识别;同时,接收机被动接收,具有电磁静默特性;并且由于空间上的分布式特点,针对发射机的压制式干扰,往往无法对接收机造成影响,具有天然的抗干扰能力。
2、目前典型的目标定位方法为基于图像匹配点信息的定位方法,该方法首先制备基准图,再将实时获取的sar图像与其配准获得目标匹配点信息,进而获取目标精确坐标信息。然而,在如广阔海域等诸多情况中,图像基准点往往不存在,且在目标非合作的情况下无法预先制备基准图,这些都会导致该方法无法使用。面对此类情况,可采用检测识别算法确定目标在图像中的位置,再结合双基前视sar几何构型定位目标,因此,研究一种双基前视sar目标定位方法具有实际应用意义。
3、例如申请公布号为cn 106556835 a,名称为“基于双基前视sar图像的目标定位方法”的专利申请,公开了一种基于双基前视sar图像的目标定位方法,该方法利用相邻两合成孔径中心时刻接收机和发射机与目标的几何关系进行数学建模,解耦双基斜距,并结合地距sar图像中目标与场景中心的位置关系,实现对目标的精确定位,但该方法在发射机和场景中心构成的三角关系中,正弦运算放大了波束视线角带来的误差,导致所计算的接收机的斜距误差较大,影响了定位精度的进一步提升,同时该方法通过发射机的波束视线角计算发射机相对场景中心的斜距,而波束视线角在某些实际应用场合中难以直接获得,限制了应用范围的拓展。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷,提出了一种双基前视sar目标定位方法,用于解决现有技术中存在的定位精度较差的技术问题。
2、为实现上述目的,本发明采取的技术方案包括如下步骤:
3、(1)初始化双基前视sar目标定位场景:
4、初始化包括分布在东北天坐标系oxyz中的双基前视sar和目标为p的目标定位场景,初始时刻接收机与发射机波束中心与地面的交点形成的场景中心点位于oxyz的原点o,接收机、发射机相邻合成孔径中心时刻位置分别为ar和br、at和bt,接收机与发射机在飞行过程中波束中心与地面的交点形成的场景中心点s位于o点附近;
5、(2)计算接收机在br时场景中心点s相对于接收机的斜距:
6、对接收机在ar、br时相对场景中心点s的斜距rra、rrb和合成孔径时间内的飞行轨迹构成的三角形△arbrs,以及发射机在at时相对场景中心点s的斜距rta、rta的投影dta和发射机的高度hta构成的三角形△atat′s所建立的方程组进行双基斜距解耦,得到接收机在br时与场景中心点s的斜距rrb,其中at′表示发射机在at时的地面投影点;
7、(3)计算场景中心点s的精确位置:
8、通过接收机在br时与场景中心点s的斜距rrb计算接收机与场景中心点s的水平斜距drb,并通过drb计算场景中心点s的精确位置(xs,ys);
9、(4)获取目标定位结果:
10、通过场景中心点s的精确位置(xs,ys)计算目标p的精确位置(xp,yp)。
11、本发明与现有技术相比,具有以下优点:
12、(1)本发明通过接收机在相邻合成孔径中心时刻相对场景中心点的斜距和合成孔径时间内的飞行轨迹构成的三角形,以及发射机前一合成孔径中心时刻相对场景中心点的斜距及其投影和发射机的高度构成的三角形所建立的方程组对双基斜距解耦,以获取接收机在后一合成孔径中心时刻与场景中心点的斜距,避免了现有技术因正弦运算放大了波束视线角误差的缺陷,有效提高了目标定位精度。
13、(2)本发明计算发射机相对场景中心斜距所采用的发射机的高度、擦地角,均可以通过所构建的定位场景直接获取,避免了现有技术所使用的波束视线角在某些实际应用场合中难以直接获得的缺陷,具有普适性,进而拓宽了应用范围。
1.一种双基前视sar目标定位方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的目标定位方法,其特征在于,步骤(1)中所述的东北天坐标系oxyz,其中的x、y轴的正方向分别指向正东、正北方向,z轴的正方向垂直于oxy平面指向天顶。
3.根据权利要求1所述的目标定位方法,其特征在于,步骤(2)中所述的方程组,其表达式为:
4.根据权利要求1所述的目标定位方法,其特征在于,步骤(3)中所述的接收机与场景中心点s的水平斜距drb,计算公式为:
5.根据权利要求1所述的目标定位方法,其特征在于,步骤(3)中所述的场景中心点s的精确位置(xs,ys),计算公式为:
6.根据权利要求1所述的目标定位方法,其特征在于,步骤(4)中所述的目标p的精确位置(xp,yp),计算公式为:
7.根据权利要求6所述的所述的目标定位方法,其特征在于,所述sar图像坐标系,位于东北天坐标系oxyz的oxy平面,坐标系原点o1为场景中心点s,位于sar图像正中心,o1x1轴沿距离向向下,o1y1轴沿方位向向右。
