CN110109102A - 一种sar运动目标检测与速度估计的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种SAR运动目标检测与速度估计的方法，该方法基于双向SAR成像模式，利用双向波束后向投影算法成像后相位与时间之间的对应关系，借助干涉相位和运动目标位置偏移由运动参数决定的原理，先借助前后向两幅杂波对消后的SAR图像，结合ATI技术求得运动目标的径向速度，其次通过由前后波束时间延迟和成像失配造成的运动目标在前后向两幅SAR图像的方位偏移来检测运动目标，最后通过运动目标的方位像素偏移量粗略估计运动目标方位向速度。本发明在数据处理过程同时获得了运动目标的径向速度和方位向速度，克服了传统单通道方法中检测不出频谱淹没在杂波谱中的运动目标带来的不足，同时提高了运动目标的检测概率。

Description

一种SAR运动目标检测与速度估计的方法
技术领域
本发明属于雷达信号处理技术领域，特别涉及一种基于双向波束的合成孔径雷达运动目标指示(Synthetic Aperture Radar-Ground Moving Target Indication，SAR-GMTI)方法。
背景技术
合成孔径雷达地面运动目标指示(SAR-GMTI)技术是合成孔径雷达(SAR)成像技术的扩展，其主要利用运动目标与静止目标的回波差异来实现地面运动目标的检测、定位和参数估计，在战场地形测绘、监测海面船只航行、观测冰川运动等领域发挥越来越大的作用。详见文献“合成孔径雷达地面动目标检测方法研究”，郑明洁，张焕胜，牛晓锋等，遥感技术与应用。
早期的SAR系统几乎都是单通道系统，其利用多普勒频率偏移来分离运动目标和静止目标，并提取运动参数。机载SAR的脉冲重复频率(PRF)一般比静止目标回波信号带宽大很多，当运动目标距离向速度较大时，频偏足够大，静止目标与运动目标的多普勒频谱分开。详见文献“机载SAR地面运动目标检测方法研究”，邓彬，国防科学技术大学。因此传统单通道SAR系统需要利用时频变换技术进行运动目标检测与参数估计，例如分数阶Fourier变换(Fractional Fourier Transform，FrFT)，它可以看作是时间信号s(t)在时频域平面内逆时针旋转π/2的非整数倍的线性变换，即从时间轴旋转到频率轴S(f)，FrFT对消法可应用于强杂波环境，而对位于时频面同一直线上的目标无法分离，另一方面其需要进行时频变换，因此运算量较大。详见“基于FrFT的机载SAR成像与运动目标检测技术研究”，赵龙飞，南京理工大学。传统单通道SAR系统要求PRF较高，因此不能精确确定运动目标的方位向位置，同时对淹没在主瓣杂波内的运动目标，只有当目标高于杂波幅度时才能被检测到，虽然有一些方法能够避开杂波的影响，但是仍不具备通用性。详见文献“合成孔径雷达动目标检测和成像研究”，郑明洁，中科院电子所博士学位论文。
针对单通道SAR系统的诸多缺点，自上世纪七十年代提出了多通道系统，由于其具有良好的杂波对消性，可实现低信噪比下的运动目标检测而得到不断发展和应用。多通道SAR-GMTI方法主要有偏置相位中心天线(Displacement Phase Center Antenna，DPCA)技术和沿航迹向干涉处理(Along-Track Interferometry，ATI)技术。基于DPCA的运动目标检测方法主要是利用天线相位中心补偿原理，使系统在不同时域、不同空域获得相同的杂波信息，从而在数据域或图像域将杂波去除达到了提高系统信杂比的目的，实现运动目标检测，详见文献“多通道SAR动目标检测方法研究”，穆慧琳，哈尔滨工业大学硕士论文。根据双通道系统的回波模型，可将某一回波信号时域平移后与另一通道回波时域信号相减，通过两通道信号的频域相位补偿以达到信号配准，实现杂波抑制。然而，传统的DPCA方法都是基于正侧视SAR，无法检测只有方位向速度的目标，在速度估计方面，双通道DPCA方法多采用估计运动目标多普勒调频斜率和多普勒中心频率的方法估计运动目标的运动参数，这种基于时频分析的运动参数估计方法会产生较大的运算量。详见“多通道SAR地面运动目标检测与参数估计研究”，孙华东，哈尔滨工业大学博士论文。ATI测量装置和DPCA装置有着几乎相同的系统结构，只是后端信息处理流程不同，其不是对两个通道的数据差进行处理，而是通过计算同一场景的两幅图像的干涉相位进行运动目标检测，详见文献“干涉合成孔径雷达运动目标检测与速度估计”，高贵等，科学出版社。ATI一般只能估计运动目标的径向速度，无法估计运动目标的方位向速度。详见文献“Hong Z,Chang Y,Huang X,et al.MovingTarget Detection and Velocity Estimation Using Multiple Subband DPCA and ATIMethod for Triple-channel UWB SAR[C]//9th international conference on signalprocessing. 2008:2653-2656.”。
由于对于地面强杂波背景下的运动目标不易检测，因此，运动目标检测与速度估计依然是一个研究热点。现有方法无法检测只有方位向速度的目标，强杂波背景下基于时频分析的运动目标速度估计方法会产生较大的运算量，为了克服现有方法的不足，实现强杂波背景下运动目标的检测和速度估计，还需对SAR运动目标检测与速度估计方法进行改进。
发明内容
本发明提出了一种SAR运动目标检测与速度估计的方法，该方法基于双向SAR成像模式(Bi-Directional SAR imaging mode，BiDi)，利用双向波束后向投影算法成像后相位与时间之间的对应关系，借助干涉相位和运动目标位置偏移由运动参数决定的原理，结合偏置相位中心天线DPCA技术和沿航迹向干涉处理ATI技术，先利用双向波束经过后向投影成像后的 SAR图像分别进行DPCA处理，然后借助前后向两幅杂波对消后的SAR图像，结合ATI技术可以求得运动目标的径向速度，其次通过由前后波束时间延迟和成像失配造成的运动目标在前后向两幅SAR图像的方位偏移来检测运动目标，最后通过运动目标的方位像素偏移量粗略估计运动目标方位向速度，从而实现了在良好的杂波对消后对运动目标的检测和速度估计。
为了方便描述本发明的内容，首先作以下术语定义：
定义1、标准合成孔径雷达原始回波仿真方法
标准合成孔径雷达原始回波仿真方法是指给定雷达系统参数、平台轨迹参数以及观测场景参数等所需的参数条件下，基于合成孔径雷达成像原理仿真得到具有SAR回波信号特性的原始回波信号的方法，详细内容可参考文献：“干涉SAR回波信号与系统仿真研究”，张剑琦，哈尔滨工业大学硕士论文。
定义2、合成孔径雷达慢时刻和快时刻
合成孔径雷达慢时间是指雷达平台飞过一个合成孔径所需要的时间。雷达系统以一定的重复周期发射接收脉冲，因此慢时间可以表示为一个以重复周期为步长的离散化时间变量，其中每一个离散时间变量值为一个慢时刻。合成孔径雷达快时间是指雷达发射接收脉冲的一个周期的时间。由于雷达接收回波是以采样率进行采样，则快时刻可以表示为一个离散化的时间变量，每一个离散变量值为一个快时刻。详见文献“合成孔径雷达成像原理”，皮亦鸣等编著，电子科技大学出版社出版。
定义3、标准合成孔径雷达距离压缩方法
标准合成孔径雷达距离压缩方法是指利用合成孔径雷达系统的发射信号参数，生成距离压缩参考信号，并采用匹配滤波技术对合成孔径雷达的距离向信号进行滤波的过程。详见文献“雷达成像技术”，保铮等编著，电子工业出版社出版。
定义4、标准合成孔径雷达后向投影成像算法
标准合成孔径雷达后向投影成像算法是基于匹配滤波原理的合成孔径雷达成像算法，其主要通过SAR场景分辨单元斜距计算、距离单元搜索、原始回波多普勒相位补偿、回波数据相干累加等实现合成孔径雷达原始回波数据的聚焦成像。详见文献：“双基地SAR与线阵SAR 原理及成像技术研究”，师君，电子科技大学博士论文。
定义5、合成孔径雷达成像场景参考点
合成孔径雷达成像场景参考点是指合成孔径雷达投影成像空间中的某个散射点，作为合成孔径雷达数据处理和场景中其它分辨单元的参照。一般的，选择成像场景的中间点作为合成孔径雷达成像场景参考点。
定义6、合成孔径雷达投影成像空间
合成孔径雷达投影成像空间是指在合成孔径雷达数据成像时选取的成像空间，合成孔径雷达成像需要将回波数据投影到该成像空间进行聚焦处理。一般的，合成孔径雷达成像投影成像空间选择为斜距平面坐标系或者水平地面坐标系。
定义7、双向合成孔径雷达(Bi-Directional SAR，BiDi SAR)成像模式
BiDi SAR成像模式是指单天线从方位向同时发射两个指向不同方向的波束，并且同时接收两个波束的回波数据，分别得到前向和后向两幅SAR图像，详见文献“MittermayerJ, Wollstadt S,Prats-Iraola P,et al.Bidirectional SAR Imaging Mode[J].IEEETransactions on Geoscience&Remote Sensing,2013,51(1):601-614.”。
定义8、BiDi SAR沿航迹时间间隔
BiDi SAR沿航迹时间间隔是指前向波束和后向波束照射到同一观测区域所需要的时间间隔，详见文献“Mittermayer,Josef,and S.Wollstadt.Simultaneous Bi-directional SAR Acquisition with TerraSAR-X,Synthetic Aperture Radar(EUSAR),2010 8th European Conference on VDE.”。
定义9、标准偏置相位中心天线(Displacement Phase Center Antenna，DPCA)技术
标准偏置相位中心天线DPCA技术是指根据通道系统的回波模型，将某一回波信号时域平移后与另一通道回波时域信号相减，实现杂波抑制。两路信号由于接收天线方位位置的不同，它们的相位中心存在偏差，因此在DPCA处理时首先要把二者的相位中心对准，即要对其中的一路信号进行相位补偿，而后才能延迟相减。详见文献“多通道SAR地面运动目标检测与参数估计研究”，孙华东，哈尔滨工业大学博士论文。
定义10、标准沿航迹向干涉处理(Along-Track Interferometry，ATI)技术
标准沿航迹向干涉处理ATI技术是指沿飞行轨迹放置两路相位中心，同时接收回波信号，不对两个通道的数据差进行处理，而是通过计算同一场景的两幅图像的干涉相位进行运动目标检测。由于静止目标的乘积相位为零而运动目标不为零，通过设置一定的门限相位，对干涉相位进行检测就能确定运动目标存在与否。获得两幅图像的相位差后，利用该相位差与干涉系统参数和目标运动参数的关系，可导出目标距离向速度的表达式。详见文献“双通道沿迹干涉SAR地面动目标检测”，郑明洁，杨汝良，电子与信息学报。
定义11、选大值法恒虚警检测方法
选大值法恒虚警检测方法是指在雷达信号检测时要求虚警概率保持恒定，采用奈曼-皮尔逊准则，可在保持恒定的虚警概率的条件下，使正确检测的概率达到最大值。选大值法恒虚警检测方法是在众多瑞利包络杂波环境的恒虚警处理方法中，为了减小杂波边缘的影响而提出的，详见文献“多通道SAR地面运动目标检测与参数估计研究”，孙华东，哈尔滨工业大学博士论文。
本发明提供的一种SAR运动目标检测与速度估计的方法，它包括以下几个步骤：
步骤1、初始化双向合成孔径成像雷达BiDi SAR系统参数：
初始化双向合成孔径成像雷达BiDiSAR系统参数，包括：雷达载波波长，记为λ，雷达平台天线发射信号带宽，记为B，雷达发射脉冲时宽，记为Tr，雷达采样频率，记为Fs，雷达入射角，记为φ，雷达脉冲重复频率，记为PRF，雷达系统距离向采样点数，记为Nr，雷达系统方位向采样点数，记为Na，雷达系统方位向频率分辨率，记为Δfa＝PRF/Na，雷达系统天线初始位置，记为P(0)，雷达天线发射前向波束的方位斜视角，记为θ1，雷达天线发射后向波束的方位斜视角，记为θ2，前向两组天线之间的基线长，记为B1，后向两组天线之间的基线长，记为B2，中间两组天线基线长为B12，雷达平台运动速度矢量，记为Vp＝[Vpx,0,0]，其中，Vpx表示雷达平台方位向运动速度。上述参数中，雷达载波波长λ，雷达平台天线发射信号带宽B，雷达发射脉冲时宽Tr，雷达采样频率Fs，雷达天线发射前向波束的方位斜视角θ1，雷达天线发射后向波束的方位斜视角θ2，前向两组天线之间的基线长B1，后向两组天线之间的基线长B2，中间两组天线基线长B12，雷达脉冲重复频率PRF，在SAR雷达系统设计过程中已经确定；雷达平台方位向运动速度Vpx，雷达系统距离向采样点数Nr，雷达系统方位向采样点数Na，雷达系统天线初始位置P(0)，在双向合成孔径成像雷达BiDiSAR系统成像观测方案设计中已经确定；
步骤2、初始化运动目标参数：
初始化运动目标参数包括：运动目标的速度矢量，记为Vm＝[vx,vy,0]，运动目标的初始位置，记为Pm(0)，其中，vx表示运动目标方位向速度，vy表示运动目标距离向速度；
步骤3、获取双向合成孔径成像雷达BiDi SAR系统的原始回波数据：
在双向合成孔径成像雷达BiDi SAR系统中，前向主波束的原始回波数据，记为Eq1(t,k)， t＝1,2,…,Nr，k＝1,2,…,Na；前向副波束的原始回波数据，记为Eq2(t,k)，t＝1,2,…,Nr， k＝1,2,…,Na；后向主波束的原始回波数据，记为Eh1(t,k)，t＝1,2,…,Nr，k＝1,2,…,Na；后向副波束的原始回波数据，记为Eh2(t,k)，t＝1,2,…,Nr，k＝1,2,…,Na；其中t表示距离向第 t个快时刻，k表示方位向第k个慢时刻，Na表示雷达系统方位向采样点数，Nr表示雷达系统距离向采样点数；
步骤4、对双向合成孔径成像雷达BiDi SAR系统的原始回波数据进行距离压缩：
对步骤3中得到的前向主波束的原始回波数据Eq1(t,k)，t＝1,2,…,Nr，k＝1,2,…,Na，采用标准合成孔径雷达标准距离压缩方法，计算得到双向合成孔径成像雷达BiDiSAR系统前向主波束的距离压缩后回波数据，记为Sq1(t,k)，t＝1,2,…,Nr，k＝1,2,…,Na；对步骤3中得到的前向副波束的原始回波数据Eq2(t,k)，t＝1,2,…,Nr，k＝1,2,…,Na，采用标准合成孔径雷达标准距离压缩方法，计算得到双向合成孔径成像雷达BiDi SAR系统前向副波束的距离压缩后回波数据，记为Sq2(t,k)，t＝1,2,…,Nr，k＝1,2,…,Na；对步骤3中得到的后向主波束的原始回波数据Eh1(t,k)，t＝1,2,…,Nr，k＝1,2,…,Na，采用标准合成孔径雷达标准距离压缩方法，计算得到双向合成孔径成像雷达BiDi SAR系统后向主波束的距离压缩后回波数据，记为Sh1(t,k)，t＝1,2,…,Nr，k＝1,2,…,Na；对步骤3中得到的后向副波束的原始回波数据 Eh2(t,k)，t＝1,2,…,Nr，k＝1,2,…,Na，采用标准合成孔径雷达标准距离压缩方法，计算得到双向合成孔径成像雷达BiDi SAR系统后向副波束的距离压缩后回波数据，记为Sh2(t,k)， t＝1,2,…,Nr，k＝1,2,…,Na，其中t表示距离向第t个快时刻，k表示方位向第k个慢时刻，Na表示雷达系统方位向采样点数，Nr表示雷达系统距离向采样点数；
步骤5、初始化双向合成孔径成像雷达BiDi SAR系统投影成像空间的参数：
初始化双向合成孔径成像雷达BiDi SAR系统投影成像空间为地平面坐标系，该坐标系水平横轴记为X轴，该坐标系水平纵轴记为Y轴，投影成像空间的中心坐标位于[xc,yc]，xc表示X轴向坐标，yc表示Y轴向坐标，投影成像空间中X轴向的分辨单元总个数，记为Nx，投影成像空间中Y轴向的分辨单元总个数，记为Ny，投影成像空间的X轴向成像范围，记为Wx，投影成像空间的Y轴向成像范围，记为Wy，双向合成孔径成像雷达BiDi SAR系统到投影成像空间的参考斜距，记为R0，将双向合成孔径成像雷达BiDi SAR投影成像空间均匀等间隔进行划分，得到投影成像空间的二维分辨单元，记为PT(a,r)＝[x(a,r),y(a,r)]， a＝1,…,Nx，r＝1,…,Ny，其中a和r均为自然数，a表示投影成像空间中X轴向的第a个分辨单元，r表示投影成像空间中Y轴向的第r个分辨单元，x(a,r)和y(a,r)分别表示投影成像空间中第a个Y轴向第r个X轴向分辨单元的X轴向位置、Y轴向位置；
步骤6、采用标准后向投影成像算法对分辨单元进行投影成像处理：
令步骤5得到的双向合成孔径成像雷达BiDi SAR系统投影成像空间所有分辨单元PT(a,r)＝[x(a,r),y(a,r)]，a＝1,…,Nx，r＝1,…,Ny，高度向的坐标为0，对步骤4得到的前向主天线距离压缩后的回波数据Sq1(t,k)，t＝1,2,…,Nr，k＝1,2,…,Na，采用标准合成孔径雷达后向投影成像算法，计算得到雷达系统前向主天线成像结果，记为If1(a,r)，a＝1,2,…,Nx， r＝1,2,…,Ny；对步骤4得到的前向副天线距离压缩后的回波数据Sq2(t,k)，t＝1,2,…,Nr， k＝1,2,…,Na，采用标准合成孔径雷达后向投影成像算法，计算得到雷达系统前向副天线成像结果，记为If2(a,r)，a＝1,2,…,Nx，r＝1,2,…,Ny；对步骤4得到的后向主天线距离压缩后的回波数据Sh1(t,k)，t＝1,2,…,Nr，k＝1,2,…,Na，采用标准合成孔径雷达后向投影成像算法，计算得到雷达系统后向主天线成像结果，记为Ib1(a,r)，a＝1,2,…,Nx，r＝1,2,…,Ny；对步骤4得到的后向副天线距离压缩后的回波数据Sh2(t,k)，t＝1,2,…,Nr，k＝1,2,…,Na，采用标准合成孔径雷达后向投影成像算法，计算得到雷达系统后向副天线成像结果，记为Ib2(a,r)， a＝1,2,…,Nx，r＝1,2,…,Ny，其中t表示距离向第t个快时刻，k表示方位向第k个慢时刻， Na表示雷达系统方位向采样点数，Nr表示雷达系统距离向采样点数，Nx表示投影成像空间中X轴向的分辨单元总个数，Ny表示投影成像空间中Y轴向的分辨单元总个数；
步骤7、采用标准偏置相位中心天线DPCA技术抑制静止杂波
采用公式Iresult1(a,r)＝|If1(a,r)|-|If2(a,r)|，计算得到静止杂波抑制后的雷达系统前向成像结果，记为Iresult1(a,r)，a＝1,2,…,Nx，r＝1,2,…,Ny，其中If1(a,r)为步骤6得到的雷达系统前向主天线的成像结果，If 2(a,r)为雷达系统前向副天线的成像结果，|·|表示绝对值运算符号，Nx表示投影成像空间中X轴向的分辨单元总个数，Ny表示投影成像空间中Y轴向的分辨单元总个数；
采用公式Iresult2(a,r)＝|Ib1(a,r)|-|Ib2(a,r)|，计算得到静止杂波抑制后的雷达系统后向成像结果，记为Iresult2(a,r)，a＝1,2,…,Nx，r＝1,2,…,Ny，其中Ib1(a,r)为步骤6得到的雷达系统后向主天线的成像结果，Ib2(a,r)为雷达系统后向副天线的结果，|·|表示绝对值运算符号， Nx表示投影成像空间中X轴向的分辨单元总个数，Ny表示投影成像空间中Y轴向的分辨单元总个数；
步骤8、检测运动目标并确定运动目标的位置范围
采用定义11传统标准的选大值法恒虚警检测方法对步骤7得到的静止杂波抑制后的雷达系统前向成像结果进行恒虚警检测。得到运动目标在雷达系统前向成像结果Iresult1(a,r)中的位置范围，记为其中表示运动目标在雷达系统前向成像结果Iresult1(a,r)中方位向的位置坐标，表示运动目标在雷达系统前向成像结果Iresult1(a,r)中距离向的位置坐标，表示运动目标在雷达系统前向成像结果Iresult1(a,r)中方位向中心点的坐标，表示运动目标在雷达系统前向成像结果 Iresult1(a,r)中距离向中心点的坐标，表示运动目标在雷达系统前向成像结果Iresult1(a,r)中方位向的位置长度，表示运动目标在雷达系统前向成像结果Iresult1(a,r)中距离向的位置长度， a＝1,2,…,Nx，r＝1,2,…,Ny，Nx表示投影成像空间中X轴向的分辨单元总个数，Ny表示投影成像空间中Y轴向的分辨单元总个数；
采用定义11传统标准的选大值法恒虚警检测方法对步骤7得到的静止杂波抑制后的雷达系统后向成像结果进行恒虚警检测。得到运动目标在雷达系统后向成像结果Iresult1(a,r)中的位置范围，记为其中表示运动目标在雷达系统后向成像结果Iresult2(a,r)中方位向的位置坐标，表示运动目标在雷达系统后向成像结果Iresult2(a,r)中距离向的位置坐标，表示运动目标在雷达系统后向成像结果Iresult2(a,r)中方位向中心点的坐标，表示运动目标在雷达系统后向成像结果 Iresult2(a,r)中距离向中心点的坐标,表示运动目标在雷达系统后向成像结果Iresult2(a,r)中方位向的位置长度，表示运动目标在雷达系统后向成像结果Iresult2(a,r)中距离向的位置长度， a＝1,2,…,Nx，r＝1,2,…,Ny，Nx表示投影成像空间中X轴向的分辨单元总个数，Ny表示投影成像空间中Y轴向的分辨单元总个数；
步骤9、获取运动目标的方位向速度
将步骤7中得到的运动目标在雷达系统前向成像结果Iresult1(a,r)中方位向中心点的坐标作为运动目标在雷达系统前向成像结果中的位置坐标，记为将步骤7中得到的运动目标在雷达系统后向成像结果Iresult2(a,r)中方位向中心点的坐标作为运动目标在雷达系统后向成像结果中的位置坐标，记为采用公式计算得到运动目标初始方位向速度，其中Δt＝(R0tanθ1-R0tanθ2)/Vpx表示双向合成孔径成像雷达BiDi SAR沿航迹时间间隔，Vpx为步骤1中初始化的雷达平台方位向的运动速度，R0为步骤5中的雷达系统到投影成像空间的参考斜距，θ1和θ2分别为步骤1中初始化的雷达天线发射前向波束的方位斜视角和雷达天线发射后向波束的方位斜视角，a＝1,2,…,Nx，r＝1,2,…,Ny，Nx表示投影成像空间中X轴向的分辨单元总个数，Ny表示投影成像空间中Y轴向的分辨单元总个数；
步骤10、获取运动目标的径向速度
采用公式I1(t,k)＝If1(a,r)*×If2(a,r)，计算得到前向干涉相位，记为Δφ1，其中If1(a,r)为步骤6得到的前向主天线的成像结果，If2(a,r)为步骤6得到的前向副天线的成像结果；采用公式计算得到运动目标的径向速度，其中Δφ1为前向干涉相位，λ为步骤1中的雷达载波波长，B为步骤1中雷达平台天线发射信号带宽，Vpx为雷达平台方位向的运动速度， vr1为运动目标的径向速度，a＝1,2,…,Nx，r＝1,2,…,Ny，Nx表示投影成像空间中X轴向的分辨单元总个数，Ny表示投影成像空间中Y轴向的分辨单元总个数，t＝1,2,…,Nr，k＝1,2,…,Na， t表示距离向第t个快时刻，k表示方位向第k个慢时刻，Na表示雷达系统方位向采样点数， Nr表示雷达系统距离向采样点数；
采用公式I2(t,k)＝Ib1(a,r)*×Ib2(a,r)，计算得到前向干涉相位，记为Δφ2，其中Ib1(a,r)为步骤6得到的后向主天线的成像结果，Ib2(a,r)为步骤6得到的后向副天线的成像结果；采用公式计算得到运动目标的径向速度，其中Δφ2为后向干涉相位，λ为步骤1中的雷达载波波长，B为步骤1中雷达平台天线发射信号带宽，Vpx为雷达平台方位向的运动速度， vr2为运动目标的径向速度，a＝1,2,…,Nx，r＝1,2,…,Ny，Nx表示投影成像空间中X轴向的分辨单元总个数，Ny表示投影成像空间中Y轴向的分辨单元总个数，t＝1,2,…,Nr，k＝1,2,…,Na， t表示距离向第t个快时刻，k表示方位向第k个慢时刻，Na表示雷达系统方位向采样点数， Nr表示雷达系统距离向采样点数；
本发明的创新点
基于双向合成孔径成像雷达BiDi SAR系统，利用双向波束在标准合成孔径雷达后向投影成像算法成像后相位与时间之间的对应关系，借助干涉相位和运动目标位置偏移由运动参数决定的原理，提出了一种SAR在BiDi模式下的运动目标检测与速度估计方法，该方法采用双向波束经过标准合成孔径雷达后向投影成像算法成像后的SAR图像分别进行DPCA处理，结合标准沿航迹向干涉处理ATI技术求得运动目标的径向速度，其次通过前后向两幅SAR图像的方位偏移来检测运动目标，最后通过运动目标的方位像素偏移量粗略估计运动目标方位向速度，从而实现了在良好的杂波对消后对运动目标的检测和速度估计。
本发明的优点
在双向SAR BiDi成像模式下添加了标准偏置相位中心天线DPCA技术和标准沿航迹向干涉处理ATI技术，在数据处理过程同时获得了运动目标的径向速度和方位向速度，克服了传统单通道方法中检测不出频谱淹没在杂波谱中的运动目标带来的不足，同时提高了运动目标的检测概率。
附图说明
图1为发明所提供方法的流程示意框图；
图2为系统仿真参数值
具体实施方式
本发明可以采用仿真实验的方法进行验证，所有步骤、结论都在MATLABR2017b软件上验证正确。具体实施步骤如下：
步骤1、初始化双向合成孔径成像雷达BiDi SAR系统参数：
初始化双向合成孔径成像雷达BiDiSAR系统参数，包括：雷达载波波长λ＝0.03m，雷达平台天线发射信号带宽B＝1.5×108Hz，雷达发射脉冲时宽Tr＝1×10-6s，雷达采样频率 Fs＝2.1×108Hz，雷达入射角φ＝79.7°，雷达脉冲重复频率PRF＝8000Hz，雷达系统距离向采样点数Nr＝2048，雷达系统方位向采样点数Na＝16384，雷达系统方位向频率分辨率Δfa＝8000/16384，雷达系统前向主天线初始位置P(0)＝[0,0,20000]m，雷达天线发射前向波束的方位斜视角，记为θ1＝1°，雷达天线发射后向波束的方位斜视角，记为θ2＝-1°，前向两组天线之间的基线长B1＝2m、后向两组天线之间的基线长B2＝2m，雷达平台运动速度矢量Vp＝[2040,0,0]m/s，其中，Vpx＝2040m/s表示雷达平台方位向的运动速度；
步骤2、初始化运动目标参数
初始化运动目标的参数包括：运动目标的速度矢量，记为Vm＝[-9.22,0,0]，运动目标的初始位置，Pm(0)＝[2342,109859,0]；
步骤3、获取双向合成孔径成像雷达BiDi SAR系统的原始回波数据：
在双向合成孔径成像雷达BiDi SAR系统中，前向主波束的原始回波数据，记为Eq1(t,k)；前向副波束的原始回波数据，记为Eq2(t,k)；后向主波束的原始回波数据，记为Eh1(t,k)，；后向副波束的原始回波数据，记为Eh2(t,k)；其中t＝1,2,…,Nr，k＝1,2,…,Na，Nr＝2048，Na＝16384，t表示距离向第t个快时刻，k表示方位向第k个慢时刻，Na表示雷达系统方位向采样点数，Nr表示雷达系统距离向采样点数，所有原始回波数据由双向合成孔径成像雷达BiDi SAR系统数据接收机提供；
步骤4、对双向合成孔径成像雷达BiDi SAR系统天线的原始回波数据进行距离压缩：
对步骤3中得到的前向主波束的原始回波数据Eq1(t,k)，采用标准合成孔径雷达标准距离压缩方法，计算得到双向合成孔径成像雷达BiDi SAR系统前向主波束的距离压缩后回波数据，记为Sq1(t,k)；对步骤3中得到的前向副波束的原始回波数据Eq2(t,k)，采用标准合成孔径雷达标准距离压缩方法，计算得到双向合成孔径成像雷达BiDi SAR系统前向副波束的距离压缩后回波数据，记为Sq2(t,k)；对步骤3中得到的后向主波束的原始回波数据Eh1(t,k)，采用标准合成孔径雷达标准距离压缩方法，计算得到双向合成孔径成像雷达BiDiSAR系统后向主波束的距离压缩后回波数据，记为Sh1(t,k)；对步骤3中得到的后向副波束的原始回波数据 Eh2(t,k)，采用标准合成孔径雷达标准距离压缩方法，计算得到双向合成孔径成像雷达BiDi SAR系统后向副波束的距离压缩后回波数据，记为Sh2(t,k)，其中t＝1,2,…,Nr，k＝1,2,…,Na， Nr＝2048，Na＝16384，t表示距离向第t个快时刻，k表示方位向第k个慢时刻，Na表示雷达系统方位向采样点数，Nr表示雷达系统距离向采样点数；
步骤5、初始化双向合成孔径成像雷达BiDi SAR投影成像空间的参数：
初始化双向合成孔径成像雷达BiDi SAR投影成像空间为地平面坐标系，该坐标系水平横轴记为X轴，该坐标系水平纵轴记为Y轴，投影成像空间的中心坐标位于[2040,110000]，投影成像空间中X轴向的分辨单元总个数Nx＝200，投影成像空间中Y轴向的分辨单元总个数Ny＝200，投影成像空间的X轴向成像范围Wx＝200，投影成像空间的Y轴向成像范围，记为Wy，双向合成孔径成像雷达BiDi SAR系统到投影成像空间的参考斜距，记为R0，将双向合成孔径成像雷达BiDi SA投影成像空间均匀等间隔进行划分，得到投影成像空间的二维分辨单元，记为PT(a,r)＝[x(a,r),y(a,r)]，a＝1,…,Nx，r＝1,…,Ny，Nx＝200，Ny＝200，其中a和r均为自然数，a表示投影成像空间中X轴向的第a个分辨单元，r表示投影成像空间中Y轴向的第r个分辨单元，x(a,r)和y(a,r)分别表示投影成像空间中第a个Y轴向第r个 X轴向分辨单元的X轴向位置、Y轴向位置；
步骤6、采用标准后向投影成像算法对分辨单元进行投影成像处理
令步骤5得到的双向合成孔径成像雷达BiDi SAR系统投影成像空间所有分辨单元PT(a,r)＝[x(a,r),y(a,r)]，a＝1,…,Nx，r＝1,…,Ny，Nx＝200，Ny＝200，高度向的坐标为0，对步骤4得到的前向主天线距离压缩后的回波数据Sq1(t,k)，t＝1,2,…,Nr，k＝1,2,…,Na，Nr＝2048，Na＝16384，采用标准合成孔径雷达后向投影成像算法，计算得到雷达系统前向主天线成像结果，记为If1(a,r)，a＝1,2,…,Nx，r＝1,2,…,Ny，Nx＝200，Ny＝200；对步骤4得到的前向副天线距离压缩后的回波数据Sq2(t,k)，t＝1,2,…,Nr，k＝1,2,…,Na，Nr＝2048，Na＝16384，采用标准合成孔径雷达后向投影成像算法，计算得到雷达系统前向副天线成像结果，记为If2(a,r)，a＝1,2,…,Nx，r＝1,2,…,Ny，Nx＝200，Ny＝200；对步骤4得到的后向主天线距离压缩后的回波数据Sh1(t,k)，t＝1,2,…,Nr，k＝1,2,…,Na，Nr＝2048，Na＝16384，采用标准合成孔径雷达后向投影成像算法，计算得到雷达系统后向主天线成像结果，记为Ib1(a,r)， a＝1,2,…,Nx，r＝1,2,…,Ny，Nx＝200，Ny＝200，；对步骤4得到的后向副天线距离压缩后的回波数据Sh2(t,k)，t＝1,2,…,Nr，k＝1,2,…,Na，Nr＝2048，Na＝16384，采用标准合成孔径雷达后向投影成像算法，计算得到雷达系统后向副天线成像结果，记为Ib2(a,r)，a＝1,2,…,Nx，r＝1,2,…,Ny，Nx＝200，Ny＝200，其中t表示距离向第t个快时刻，k表示方位向第k个慢时刻，Na表示雷达系统方位向采样点数，Nr表示雷达系统距离向采样点数，Nx表示投影成像空间中X轴向的分辨单元总个数，Ny表示投影成像空间中Y轴向的分辨单元总个数；
步骤7、采用标准偏置相位中心天线DPCA技术抑制静止杂波
采用公式Iresult1(a,r)＝|If1(a,r)|-|If2(a,r)|，得到静止杂波抑制后的雷达系统前向成像结果，记为Iresult1(a,r)，a＝1,2,…,Nx，r＝1,2,…,Ny，Nx＝200，Ny＝200，其中If1(a,r)为步骤6得到的雷达系统前向主天线的成像结果，If2(a,r)为雷达系统前向副天线的成像结果， |·|表示绝对值运算符号，Nx表示投影成像空间中X轴向的分辨单元总个数，Ny表示投影成像空间中Y轴向的分辨单元总个数；
采用公式Iresult2(a,r)＝|Ib1(a,r)|-|Ib2(a,r)|，得到静止杂波抑制后的雷达系统后向成像结果，记为Iresult2(a,r)，a＝1,2,…,Nx，r＝1,2,…,Ny，Nx＝200，Ny＝200，其中Ib1(a,r)为步骤 6得到的雷达系统后向主天线的成像结果，Ib2(a,r)为雷达系统后向副天线的结果，|·|表示绝对值运算符号，Nx表示投影成像空间中X轴向的分辨单元总个数，Ny表示投影成像空间中Y 轴向的分辨单元总个数；
步骤8、检测运动目标并确定运动目标的位置范围
采用定义11传统标准的选大值法恒虚警检测方法对步骤7得到的静止杂波抑制后的雷达系统前向成像结果进行恒虚警检测。检测到运动目标在雷达系统前向成像结果Iresult1(a,r)中的位置范围其中表示运动目标在雷达系统前向成像结果Iresult1(a,r)中方位向的位置坐标，表示运动目标在雷达系统前向成像结果Iresult1(a,r)中距离向的位置坐标，表示运动目标在雷达系统前向成像结果Iresult1(a,r)中方位向中心点的坐标，表示运动目标在雷达系统前向成像结果Iresult1(a,r)中距离向中心点的坐标，表示运动目标在雷达系统前向成像结果Iresult1(a,r)中方位向的位置长度，表示运动目标在雷达系统前向成像结果Iresult1(a,r)中距离向的位置长度，a＝1,2,…,Nx，r＝1,2,…,Ny，Nx＝200， Ny＝200，Nx表示投影成像空间中X轴向的分辨单元总个数，Ny表示投影成像空间中Y轴向的分辨单元总个数；
采用定义11传统标准的选大值法恒虚警检测方法对步骤7得到的静止杂波抑制后的雷达系统后向成像结果进行恒虚警检测。检测到运动目标在雷达系统后向成像结果Iresult1(a,r)中的位置范围其中表示运动目标在雷达系统后向成像结果Iresult2(a,r)中方位向的位置坐标，表示运动目标在雷达系统后向成像结果Iresult2(a,r)中距离向的位置坐标，表示运动目标在雷达系统后向成像结果Iresult2(a,r)中方位向中心点的坐标，表示运动目标在雷达系统后向成像结果Iresult2(a,r)中距离向中心点的坐标，表示运动目标在雷达系统后向成像结果Iresult2(a,r)中方位向的位置长度，表示运动目标在雷达系统后向成像结果Iresult2(a,r)中距离向的位置长度，a＝1,2,…,Nx，r＝1,2,…,Ny，Nx＝200， Ny＝200，Nx表示投影成像空间中X轴向的分辨单元总个数，Ny表示投影成像空间中Y轴向的分辨单元总个数；
步骤9、获取运动目标的方位向速度
将步骤7中得到的运动目标在雷达系统前向成像结果Iresult1(a,r)中方位向中心点的坐标作为运动目标在雷达系统前向成像结果中的位置坐标，记为将步骤 7中得到的运动目标在雷达系统后向成像结果Iresult2(a,r)中方位向中心点的坐标作为运动目标在雷达系统后向成像结果中的位置坐标，记为采用公式计算得到运动目标初始方位向速度，Δt＝(R0tanθ1-R0tanθ2)/Vpx，R0＝111820m，θ1＝1°，θ2＝-1°，Vpx＝2040m/s，则Δt＝2s表示双向合成孔径成像雷达BiDi SAR沿航迹时间间隔，Vpx为步骤1中初始化的雷达平台方位向的运动速度，R0为步骤5中的雷达系统到投影成像空间的参考斜距，θ1和θ2分别为步骤1中初始化的雷达天线发射前向波束的方位斜视角和雷达天线发射后向波束的方位斜视角，a＝1,2,…,Nx，r＝1,2,…,Ny，Nx＝200，Ny＝200，Nx表示投影成像空间中X轴向的分辨单元总个数，Ny表示投影成像空间中Y轴向的分辨单元总个数；
步骤10、获取运动目标的径向速度
采用公式I1(t,k)＝If1(a,r)*×If2(a,r)，计算得到前向干涉相位，记为Δφ1，其中If1(a,r)为步骤6得到的前向主天线的成像结果，If2(a,r)为步骤6得到的前向副天线的成像结果；采用公式计算得到运动目标的径向速度，其中Δφ1为前向干涉相位，λ＝0.03m为步骤1中的雷达载波波长，B＝1.5×108Hz为步骤1中雷达平台天线发射信号带宽，Vpx＝2040m为雷达平台方位向的运动速度，vr1＝2.0407m/s为运动目标的径向速度，a＝1,2,…,Nx， r＝1,2,…,Ny，Nx＝200，Ny＝200，Nx表示投影成像空间中X轴向的分辨单元总个数，Ny表示投影成像空间中Y轴向的分辨单元总个数，t＝1,2,…,Nr，k＝1,2,…,Na，Nr＝2048，Na＝16384， t表示距离向第t个快时刻，k表示方位向第k个慢时刻，Na表示雷达系统方位向采样点数，Nr表示雷达系统距离向采样点数；
采用公式I2(t,k)＝Ib1(a,r)*×Ib2(a,r)，计算得到后向干涉相位，记为Δφ2，其中Ib1(a,r)为步骤6得到的后向主天线的成像结果，Ib2(a,r)为步骤6得到的后向副天线的成像结果；采用公式计算得到运动目标的径向速度，其中Δφ2为前向干涉相位，λ＝0.03m为步骤1中的雷达载波波长，B＝1.5×108Hz为步骤1中雷达平台天线发射信号带宽，Vpx＝2040m为雷达平台方位向的运动速度，vr2＝2.0407m/s为运动目标的径向速度，a＝1,2,…,Nx， r＝1,2,…,Ny，Nx＝200，Ny＝200，Nx表示投影成像空间中X轴向的分辨单元总个数，Ny表示投影成像空间中Y轴向的分辨单元总个数，t＝1,2,…,Nr，k＝1,2,…,Na，Nr＝2048，Na＝16384， t表示距离向第t个快时刻，k表示方位向第k个慢时刻，Na表示雷达系统方位向采样点数， Nr表示雷达系统距离向采样点数。

Claims (1)

1.一种SAR运动目标检测与速度估计的方法，其特征是它包括以下步骤：
步骤1、初始化双向合成孔径成像雷达BiDi SAR系统参数：
初始化双向合成孔径成像雷达BiDiSAR系统参数，包括：雷达载波波长，记为λ，雷达平台天线发射信号带宽，记为B，雷达发射脉冲时宽，记为Tr，雷达采样频率，记为Fs，雷达入射角，记为φ，雷达脉冲重复频率，记为PRF，雷达系统距离向采样点数，记为Nr，雷达系统方位向采样点数，记为Na，雷达系统方位向频率分辨率，记为Δfa＝PRF/Na，雷达系统天线初始位置，记为P(0)，雷达天线发射前向波束的方位斜视角，记为θ1，雷达天线发射后向波束的方位斜视角，记为θ2，前向两组天线之间的基线长，记为B1，后向两组天线之间的基线长，记为B2，中间两组天线基线长为B12，雷达平台运动速度矢量，记为Vp＝[Vpx,0,0]，其中，Vpx表示雷达平台方位向运动速度；上述参数中，雷达载波波长λ，雷达平台天线发射信号带宽B，雷达发射脉冲时宽Tr，雷达采样频率Fs，雷达天线发射前向波束的方位斜视角θ1，雷达天线发射后向波束的方位斜视角θ2，前向两组天线之间的基线长B1，后向两组天线之间的基线长B2，中间两组天线基线长B12，雷达脉冲重复频率PRF，在SAR雷达系统设计过程中已经确定；雷达平台方位向运动速度Vpx，雷达系统距离向采样点数Nr，雷达系统方位向采样点数Na，雷达系统天线初始位置P(0)，在双向合成孔径成像雷达BiDiSAR系统成像观测方案设计中已经确定；
步骤2、初始化运动目标参数：
初始化运动目标参数包括：运动目标的速度矢量，记为Vm＝[vx,vy,0]，运动目标的初始位置，记为Pm(0)，其中，vx表示运动目标方位向速度，vy表示运动目标距离向速度；
步骤3、获取双向合成孔径成像雷达BiDi SAR系统的原始回波数据：
在双向合成孔径成像雷达BiDi SAR系统中，前向主波束的原始回波数据，记为Eq1(t,k)，t＝1,2,…,Nr，k＝1,2,…,Na；前向副波束的原始回波数据，记为Eq2(t,k)，t＝1,2,…,Nr，k＝1,2,…,Na；后向主波束的原始回波数据，记为Eh1(t,k)，t＝1,2,…,Nr，k＝1,2,…,Na；后向副波束的原始回波数据，记为Eh2(t,k)，t＝1,2,…,Nr，k＝1,2,…,Na；其中t表示距离向第t个快时刻，k表示方位向第k个慢时刻，Na表示雷达系统方位向采样点数，Nr表示雷达系统距离向采样点数；
步骤4、对双向合成孔径成像雷达BiDi SAR系统的原始回波数据进行距离压缩：
对步骤3中得到的前向主波束的原始回波数据Eq1(t,k)，t＝1,2,…,Nr，k＝1,2,…,Na，采用标准合成孔径雷达标准距离压缩方法，计算得到双向合成孔径成像雷达BiDi SAR系统前向主波束的距离压缩后回波数据，记为Sq1(t,k)，t＝1,2,…,Nr，k＝1,2,…,Na；对步骤3中得到的前向副波束的原始回波数据Eq2(t,k)，t＝1,2,…,Nr，k＝1,2,…,Na，采用标准合成孔径雷达标准距离压缩方法，计算得到双向合成孔径成像雷达BiDi SAR系统前向副波束的距离压缩后回波数据，记为Sq2(t,k)，t＝1,2,…,Nr，k＝1,2,…,Na；对步骤3中得到的后向主波束的原始回波数据Eh1(t,k)，t＝1,2,…,Nr，k＝1,2,…,Na，采用标准合成孔径雷达标准距离压缩方法，计算得到双向合成孔径成像雷达BiDi SAR系统后向主波束的距离压缩后回波数据，记为Sh1(t,k)，t＝1,2,…,Nr，k＝1,2,…,Na；对步骤3中得到的后向副波束的原始回波数据Eh2(t,k)，t＝1,2,…,Nr，k＝1,2,…,Na，采用标准合成孔径雷达标准距离压缩方法，计算得到双向合成孔径成像雷达BiDi SAR系统后向副波束的距离压缩后回波数据，记为Sh2(t,k)，t＝1,2,…,Nr，k＝1,2,…,Na，其中t表示距离向第t个快时刻，k表示方位向第k个慢时刻，Na表示雷达系统方位向采样点数，Nr表示雷达系统距离向采样点数；
步骤5、初始化双向合成孔径成像雷达BiDi SAR系统投影成像空间的参数：
初始化双向合成孔径成像雷达BiDi SAR系统投影成像空间为地平面坐标系，该坐标系水平横轴记为X轴，该坐标系水平纵轴记为Y轴，投影成像空间的中心坐标位于[xc,yc]，xc表示X轴向坐标，yc表示Y轴向坐标，投影成像空间中X轴向的分辨单元总个数，记为Nx，投影成像空间中Y轴向的分辨单元总个数，记为Ny，投影成像空间的X轴向成像范围，记为Wx，投影成像空间的Y轴向成像范围，记为Wy，双向合成孔径成像雷达BiDi SAR系统到投影成像空间的参考斜距，记为R0，将双向合成孔径成像雷达BiDi SAR投影成像空间均匀等间隔进行划分，得到投影成像空间的二维分辨单元，记为PT(a,r)＝[x(a,r),y(a,r)]，a＝1,…,Nx，r＝1,…,Ny，其中a和r均为自然数，a表示投影成像空间中X轴向的第a个分辨单元，r表示投影成像空间中Y轴向的第r个分辨单元，x(a,r)和y(a,r)分别表示投影成像空间中第a个Y轴向第r个X轴向分辨单元的X轴向位置、Y轴向位置；
步骤6、采用标准后向投影成像算法对分辨单元进行投影成像处理：
令步骤5得到的双向合成孔径成像雷达BiDi SAR系统投影成像空间所有分辨单元PT(a,r)＝[x(a,r),y(a,r)]，a＝1,…,Nx，r＝1,…,Ny，高度向的坐标为0，对步骤4得到的前向主天线距离压缩后的回波数据Sq1(t,k)，t＝1,2,…,Nr，k＝1,2,…,Na，采用标准合成孔径雷达后向投影成像算法，计算得到雷达系统前向主天线成像结果，记为If1(a,r)，a＝1,2,…,Nx，r＝1,2,…,Ny；对步骤4得到的前向副天线距离压缩后的回波数据Sq2(t,k)，t＝1,2,…,Nr，k＝1,2,…,Na，采用标准合成孔径雷达后向投影成像算法，计算得到雷达系统前向副天线成像结果，记为If2(a,r)，a＝1,2,…,Nx，r＝1,2,…,Ny；对步骤4得到的后向主天线距离压缩后的回波数据Sh1(t,k)，t＝1,2,…,Nr，k＝1,2,…,Na，采用标准合成孔径雷达后向投影成像算法，计算得到雷达系统后向主天线成像结果，记为Ib1(a,r)，a＝1,2,…,Nx，r＝1,2,…,Ny；对步骤4得到的后向副天线距离压缩后的回波数据Sh2(t,k)，t＝1,2,…,Nr，k＝1,2,…,Na，采用标准合成孔径雷达后向投影成像算法，计算得到雷达系统后向副天线成像结果，记为Ib2(a,r)，a＝1,2,…,Nx，r＝1,2,…,Ny，其中t表示距离向第t个快时刻，k表示方位向第k个慢时刻，Na表示雷达系统方位向采样点数，Nr表示雷达系统距离向采样点数，Nx表示投影成像空间中X轴向的分辨单元总个数，Ny表示投影成像空间中Y轴向的分辨单元总个数；
步骤7、采用标准偏置相位中心天线DPCA技术抑制静止杂波
采用公式Iresult1(a,r)＝|If1(a,r)|-|If2(a,r)|，计算得到静止杂波抑制后的雷达系统前向成像结果，记为Iresult1(a,r)，a＝1,2,…,Nx，r＝1,2,…,Ny，其中If1(a,r)为步骤6得到的雷达系统前向主天线的成像结果，If2(a,r)为雷达系统前向副天线的成像结果，|·|表示绝对值运算符号，Nx表示投影成像空间中X轴向的分辨单元总个数，Ny表示投影成像空间中Y轴向的分辨单元总个数；
采用公式Iresult2(a,r)＝|Ib1(a,r)|-|Ib2(a,r)|，计算得到静止杂波抑制后的雷达系统后向成像结果，记为Iresult2(a,r)，a＝1,2,…,Nx，r＝1,2,…,Ny，其中Ib1(a,r)为步骤6得到的雷达系统后向主天线的成像结果，Ib2(a,r)为雷达系统后向副天线的结果，|·|表示绝对值运算符号，Nx表示投影成像空间中X轴向的分辨单元总个数，Ny表示投影成像空间中Y轴向的分辨单元总个数；
步骤8、检测运动目标并确定运动目标的位置范围
采用传统标准的选大值法恒虚警检测方法对步骤7得到的静止杂波抑制后的雷达系统前向成像结果进行恒虚警检测；得到运动目标在雷达系统前向成像结果Iresult1(a,r)中的位置范围，记为 其中表示运动目标在雷达系统前向成像结果Iresult1(a,r)中方位向的位置坐标，表示运动目标在雷达系统前向成像结果Iresult1(a,r)中距离向的位置坐标，表示运动目标在雷达系统前向成像结果Iresult1(a,r)中方位向中心点的坐标，表示运动目标在雷达系统前向成像结果Iresult1(a,r)中距离向中心点的坐标，表示运动目标在雷达系统前向成像结果Iresult1(a,r)中方位向的位置长度，表示运动目标在雷达系统前向成像结果Iresult1(a,r)中距离向的位置长度，a＝1,2,…,Nx，r＝1,2,…,Ny，Nx表示投影成像空间中X轴向的分辨单元总个数，Ny表示投影成像空间中Y轴向的分辨单元总个数；
采用传统标准的选大值法恒虚警检测方法对步骤7得到的静止杂波抑制后的雷达系统后向成像结果进行恒虚警检测；得到运动目标在雷达系统后向成像结果Iresult1(a,r)中的位置范围，记为 其中表示运动目标在雷达系统后向成像结果Iresult2(a,r)中方位向的位置坐标，表示运动目标在雷达系统后向成像结果Iresult2(a,r)中距离向的位置坐标，表示运动目标在雷达系统后向成像结果Iresult2(a,r)中方位向中心点的坐标，表示运动目标在雷达系统后向成像结果Iresult2(a,r)中距离向中心点的坐标,表示运动目标在雷达系统后向成像结果Iresult2(a,r)中方位向的位置长度，表示运动目标在雷达系统后向成像结果Iresult2(a,r)中距离向的位置长度，a＝1,2,…,Nx，r＝1,2,…,Ny，Nx表示投影成像空间中X轴向的分辨单元总个数，Ny表示投影成像空间中Y轴向的分辨单元总个数；
步骤9、获取运动目标的方位向速度
将步骤7中得到的运动目标在雷达系统前向成像结果Iresult1(a,r)中方位向中心点的坐标作为运动目标在雷达系统前向成像结果中的位置坐标，记为将步骤7中得到的运动目标在雷达系统后向成像结果Iresult2(a,r)中方位向中心点的坐标作为运动目标在雷达系统后向成像结果中的位置坐标，记为采用公式计算得到运动目标初始方位向速度，其中Δt＝(R0tanθ1-R0tanθ2)/Vpx表示双向合成孔径成像雷达BiDiSAR沿航迹时间间隔，Vpx为步骤1中初始化的雷达平台方位向的运动速度，R0为步骤5中的雷达系统到投影成像空间的参考斜距，θ1和θ2分别为步骤1中初始化的雷达天线发射前向波束的方位斜视角和雷达天线发射后向波束的方位斜视角，a＝1,2,…,Nx，r＝1,2,…,Ny，Nx表示投影成像空间中X轴向的分辨单元总个数，Ny表示投影成像空间中Y轴向的分辨单元总个数；
步骤10、获取运动目标的径向速度
采用公式I1(t,k)＝If1(a,r)*×If2(a,r)，计算得到前向干涉相位，记为Δφ1，其中If1(a,r)为步骤6得到的前向主天线的成像结果，If2(a,r)为步骤6得到的前向副天线的成像结果；采用公式计算得到运动目标的径向速度，其中Δφ1为前向干涉相位，λ为步骤1中的雷达载波波长，B为步骤1中雷达平台天线发射信号带宽，Vpx为雷达平台方位向的运动速度，vr1为运动目标的径向速度，a＝1,2,…,Nx，r＝1,2,…,Ny，Nx表示投影成像空间中X轴向的分辨单元总个数，Ny表示投影成像空间中Y轴向的分辨单元总个数，t＝1,2,…,Nr，k＝1,2,…,Na，t表示距离向第t个快时刻，k表示方位向第k个慢时刻，Na表示雷达系统方位向采样点数，Nr表示雷达系统距离向采样点数；
采用公式I2(t,k)＝Ib1(a,r)*×Ib2(a,r)，计算得到前向干涉相位，记为Δφ2，其中Ib1(a,r)为步骤6得到的后向主天线的成像结果，Ib2(a,r)为步骤6得到的后向副天线的成像结果；采用公式计算得到运动目标的径向速度，其中Δφ2为后向干涉相位，λ为步骤1中的雷达载波波长，B为步骤1中雷达平台天线发射信号带宽，Vpx为雷达平台方位向的运动速度，vr2为运动目标的径向速度，a＝1,2,…,Nx，r＝1,2,…,Ny，Nx表示投影成像空间中X轴向的分辨单元总个数，Ny表示投影成像空间中Y轴向的分辨单元总个数，t＝1,2,…,Nr，k＝1,2,…,Na，t表示距离向第t个快时刻，k表示方位向第k个慢时刻，Na表示雷达系统方位向采样点数，Nr表示雷达系统距离向采样点数。
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