CN110488293A - 一种非均匀空间构型的分布式sar系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种非均匀空间构型的分布式SAR系统，包括以SAR系统为有效载荷的且按照各主/辅星间的基线不等的方式形成非均匀空间构型的主星以及至少一个辅星，所述主星以及辅星分别包括基线预处理模块和空时自适应处理模块，所述基线预处理模块将时变和/或混合基线下接收的回波信号补偿为固定水平基线下的回波信号，在所述主星以及所述辅星接收回波信号通过所述基线预处理模块进行补偿之前，所述空时自适应处理模块通过信号重构滤波器生成虚拟空间均匀采样信号并通过空时自适应处理器最大化输出信号的信杂噪比以提高动目标的检测概率。本发明能够避免SAR图像相干性下降从而提高所述空时自适应处理模块的杂波抑制性能以及测速精度。

Description

一种非均匀空间构型的分布式SAR系统
技术领域
本发明涉及雷达技术领域，尤其涉及一种非均匀空间构型的分布式SAR系统。
背景技术
单星SAR(Synthetic Aperture Radar,SAR)系统平台的快速运动导致杂波扩展，这使得地面目标淹没于杂波之中，检测起来非常困难。这就需要单星SAR系统在做地面运动目标检测(Ground Moving Target Indication，GMTI)时，具有大孔径和多天线，这在工程上实现的难度非常大。分布式SAR系统的各个卫星之间的间隔可以灵活配置，可以将一个大孔径天线分解成多个小孔径天线，并将这些小孔径天线分别放置于空间位置有较大分离的各个小卫星中。通过信号处理方法将这些分离的小孔径天线等效为一个大孔径天线，因此可以提高对地面运动目标的检测灵敏度。
传统的分布式SAR系统实现GMTI大都是针对系统呈均匀线阵列构型的情况。例如，公开号为CN103454634B的中国专利文献公开了一种基于多普勒谱分析的SAR运动目标检测方法，该方法对SAR图像中的散射点取矩形邻域，对每个邻域内的多普勒频谱进行杂波锁定，从而得到多普勒中心频率，再对杂波锁定后的多普勒谱求标准偏差，以表征多普勒带宽。对SAR图像中全部散射点进行遍历，作相同处理，而后进行统计，使得到的统计量构造一个测度，使其监测边界为椭圆，并使用恒虚警率法(CFAR)确定检测门限。该方法结合分布式SAR的多自由度特性，可以同时估计运动目标的方位向位置。但是，该专利需要分布式SAR系统为严格的均匀阵列构型，否则SAR的回波信号会产生多普勒模糊，只有在多普勒频偏小于重频时才可以测量非模糊速度。而且在波束角较大时，多普勒滤波对慢速运动目标的检测能力较差，另外对于高频SAR系统而言，该方法需要较高的脉冲重复周期，而高的脉冲重复周期会损失测绘带宽度，并提高不必要的数据量。
例如，公开号为US2018074185A1的美国专利文献公开了一种雷达系统，包括RF组件，被配置为将从操作环境反射的入射收发信号转换为多个数字信号，所述多个数字信号至少包括杂波信号分量；耦合到RF组件的图像成形电路，图像成形电路被配置为基于多个数字信号提供操作环境的二维图像，该二维图像包括表示操作的多个像素元件环境；至少一个滤波器耦合到图像成形电路，至少一个滤波器被配置为将二维图像转换为包括多个杂波区域的杂波分类图，该至少一个滤波器还被配置为选择预定数量的来自多个杂波区域的杂波用作预定被测单元的训练单元以及耦合到至少一个滤波器的空时自适应处理器，空时自适应处理器被配置为从对应于训练单元的数字信号导出加权滤波器，空时自适应处理器还被配置为将加权滤波器应用于数字返回与预定训练单元相关联的信号，以提供空时自适应处理器滤波后的数字返回信号，该信号具有基本从中消除的杂波信号分量。该方法在CFAR条件能够利用空间自由度有效地最大化信杂噪比，从而提高动目标的检测概率。但是，这种方法对于分布式SAR系统中各阵元的相对位置有严格要求，即信号在空间上必须均匀采样，而且对于起伏多变的地形效果欠佳。
在实际情况中，分布式SAR系统的构型很难满足均匀阵列构型，例如，法国宇航局的Cartwheel构型、德国宇航局的Pendulum构型均是在空间中呈非均匀分布，各个阵元之间的基线不等，并且各阵元间的相对位置成空间关系。目前，针对非均匀空间构型的分布式SAR系统的GMTI方法均是根据非均匀空间构型与地面目标之间的三维几何关系建立地面散射点稀疏信号模型来进行重构，从而获得动目标的三维空间信息与速度信息。例如，公开号为CN1034572450B的中国专利文献公开了基于压缩感知的非均匀空间构型分布式SAR动目标三维成像方法，该方法包括，步骤1：结合非均匀空间构型的几何特点以及地面动目标的三维位置信息与速度信息，将观测区域划分为若干个独立的观测单元，建立完备的地面散射点观测模型，并根据离散回波模型建立字典；步骤2：根据步骤1所建立的字典，对非均匀空间构型分布式SAR回波信号进行稀疏分解，利用追踪信号重构方法将该稀疏求解问题转换为凸优化问题，并从重构信号中得到动目标的三维位置信息与速度信息，完成三维成像。但是，该专利提供的方法只是结合了非均匀空间构型的分布式SAR系统的几何特点，而没有考虑到非均匀空间构型的时变、混合基线特性，即各卫星的相对位置是随时间不断变化的，得到的基线会给配准后的主/辅星SAR图像干涉结果增加了一个高阶的变动因素，不利于背景高程干涉相位的补偿，导致SAR图像相干性下降，从而影响杂波抑制性能。而且，该专利提供的方法也没有考虑到杂波与动目标之间的相互影响的问题。
综上，现有分布式SAR系统实现GMTI主要针对的是系统呈均匀线阵列构型的情况，并没有考虑到实际情况下分布式SAR系统的构型很难满足均匀阵列。而现有的针对非均匀空间构型的GMTI实现方法只是考虑到了非均匀空间构型的几何特性，而没有考虑到各阵元之间基线的时变、混合特性导致的SAR图像相干性下降的问题，也没有考虑到杂波与动目标之间的相互影响的问题。因此，有必要对现有技术进行改造，提供一种非均匀空间构型的分布式SAR系统，能够利用非均匀空间构型的多自由度特性，抑制杂波对地面动目标的影响的同时对时变、混合的基线进行补偿以避免SAR图像相干性下降，从而提高对动目标的检测概率和测速精度。
发明内容
针对现有技术之不足，本发明提供了一种非均匀空间构型的分布式SAR系统，本发明基于信号重构的方式使得空时自适应处理模块可以利用非均匀空间构型的多自由度特性来抑制杂波，能够最大化的输出信号信杂噪比以提高SAR系统对地面动目标的检测概率，然后根据空时自适应处理模块输出的信号，通过基线预处理模块进行基线的解耦合和相位补偿以避免SAR图像相干性下降，从而提高所述空时自适应处理模块的杂波抑制性能以及提高测速精度。
根据一个优选实施方式，一种非均匀空间构型的分布式SAR系统，该系统包括以SAR系统为有效载荷的且按照各主/辅星间的基线不等的方式形成非均匀空间构型的主星以及至少一个辅星。所述主星以及辅星分别包括基线预处理模块和空时自适应处理模块。所述基线预处理模块基于所述主星运动轨迹参数以及所述主星与所述辅星的空间位置关系，将时变和/或混合基线下接收的回波信号补偿为固定水平基线下的回波信号以避免SAR图像相干性下降从而提高所述空时自适应处理模块的杂波抑制性能以及提高测速精度。在所述主星以及所述辅星接收回波信号通过所述基线预处理模块进行补偿之前，所述空时自适应处理模块对所述回波信号进行空间上的重采样生成空间非均匀采样信号。所述空间非均匀采样信号通过信号重构滤波器重构生成虚拟空间均匀采样信号。所述虚拟空间均匀采样信号通过空时自适应处理器最大化输出信号的信杂噪比以提高动目标的检测概率。
根据一个优选实施方式，所述基线预处理模块包括时变基线补偿器，所述时变基线补偿器被配置为：在一个合成孔径成像时间段内根据所述主星的运动轨迹生成以时间为变量的多项式近似方程；基于生成的多项式近似方程的拟合结果构造至少一条与所述主星的运动轨迹平行的新辅星运动轨迹的以时间为变量的多项式方程；基于辅星和新辅星的运动轨迹的关于时间变量的多项式方程以方位脉冲的重复周期对时间取值，获得每个方位脉冲发射时刻辅星运动轨迹和新辅星运动轨迹上的回波的波程差值；基于所述回波的波程差值，对每个方位脉冲接收时刻的辅星的回波信号补偿因回波的波程差值带来的相位差，从而得到等效于沿新辅星运动轨迹下的呈固定水平基线下的回波信号。
根据一个优选实施方式，所述基线预处理模块还包括混合基线解耦合器。所述混合基线解耦合器被配置为：在所述时变基线为混合有水平基线分量和垂直基线分量的情况下，所述时变基线向所述辅星的运动轨迹方向投影得到有效水平基线的矢量模方程；所述有效水平基线的矢量模方程基于星历测量数据得到所述时变基线、所述辅星的速度矢量、所述主星的天线波束中心视线方向单位矢量，并基于所述辅星的速度矢量与所述主星的天线波束中心视线方向单位矢量的几何关系得到的所述主星正侧视下的天线波束中心视线矢量生成时变水平基线以提高测速精度。
根据一个优选实施方式，在所述辅星关于所述主星形成的时变基线通过所述时变基线补偿器进行补偿之前，所述时变基线通过所述混合基线解耦合器得到独立的时变水平基线，从而避免混合有水平基线分量和垂直基线分量的时变基线为所述时变基线补偿器的相位补偿带来近似误差。
根据一个优选实施方式，所述信号重构滤波器被配置为：基于方位维、距离维和俯仰维描述空间非均匀采样信号的坐标，并根据就近原则计算空间非均匀采样信号与虚拟均匀采样信号的每个信号间的距离；在分别以方位维、距离维和俯仰维为基准面的情况下，计算得到相应维度下的方位向插值矩阵、距离向插值矩阵和俯仰向插值矩阵；基于方位向插值矩阵、距离向插值矩阵和俯仰向插值矩阵对空间非均匀采样信号进行信号重构得到导向矢量确定的虚拟均匀采样信号。
根据一个优选实施方式，空时自适应处理器至少包括加权滤波器和回波数据训练单元。在所述空间非均匀采样信号重构为虚拟均匀采样信号后，所述加权滤波器基于虚拟均匀采样信号以及回波数据训练单元学习得到权值，并将所述权值作用于所述虚拟均匀采样信号以使得动目标的信号输出的信杂噪比最大化。所述回波数据训练单元从回波数据中剔除地面动目标以及与地面动目标相邻单元的数据后进行学习得到权值。
根据一个优选实施方式，所述分布式SAR系统还包括动目标检测模块。所述动目标检测模块被配置为：在回波信号通过所述自适应处理模块进行杂波抑制处理以及通过所述基线预处理模块进行相位补偿之后，所述动目标检测模块基于先验信息对消掉杂波引起的相位差以使得回波信号中只剩下动目标引起的相位差；基于先验信息选取动目标速度预设范围，并在所述目标速度范围内选取足够的样品观测值构造关于动目标的速度矢量函数；当动目标的速度矢量函数的最大值超过预设门限值且动目标的速度矢量的估计值在所述动目标速度预设范围内时，通过计算得到动目标的幅度信息进行门限检测，从而实现动目标的检测；当动目标的速度矢量函数的最大值小于预设门限和/或所述动目标的速度矢量不在所述动目标速度预设范围内时，基于先验信息选取另一个动目标速度预设范围来构造关于动目标的速度矢量函数，并重复上述步骤。
根据一个优选实施方式，在所述SAR系统通过所述主星以及辅星接收回波信号并在方位向以脉冲重复周期信号进行采样形成高分辨、宽测绘带图像时，所述脉冲重复周期信号的频率与所述工作波长的一半的乘积大于所述动目标速度预设范围的最大值，从而避免所述动目标速度预设范围内出现盲速。在所述SAR系统高分辨、宽测绘带成像的时间段内，经过脉冲重复周期信号重复采样后的回波信号通过所述空时自适应处理模块抑制杂波的过程中，基于所述脉冲重复周期信号的周期生成的等效径向速度落在所述动目标速度预设范围外，从而避免所述动目标速度预设范围内的动目标信号在所述空时自适应处理模块抑制杂波的过程中被消除。
根据一个优选实施方式，一种分布式SAR系统成像方法，该方法包括：以SAR系统为有效载荷的且按照各主/辅星间的基线不等的方式形成非均匀空间构型的主星以及至少一个辅星。所述主星以及辅星分别包括基线预处理模块和空时自适应处理模块。所述基线预处理模块基于所述主星运动轨迹参数以及所述主星与所述辅星的空间位置关系，将时变和/或混合基线下接收的回波信号补偿为固定水平基线下的回波信号以避免SAR图像相干性下降从而提高杂波抑制性能和测速精度。在所述主星以及所述辅星接收回波信号通过所述基线预处理模块进行补偿之前，所述空时自适应处理模块进行空间上的重采样生成空间非均匀采样信号。所述空间非均匀采样信号通过信号重构滤波器重构生成虚拟空间均匀采样信号。所述虚拟空间均匀采样信号通过空时自适应处理器最大化输出信号的信杂噪比以提高动目标的检测概率。
根据一个优选实施方式，所述基线预处理模块的时变基线补偿器：在所述主星以及辅星分别基于接收的回波信号进行成像的时间段内，在一个合成孔径成像时间段内根据所述主星的运动轨迹生成以时间为变量的多项式近似方程；基于生成的多项式近似方程的拟合结果构造至少一条与所述主星的运动轨迹平行的新辅星运动轨迹的以时间为变量的多项式方程以获得新辅星运动轨迹上各点位置坐标；基于辅星和新辅星的运动轨迹的关于时间变量的多项式方程以方位脉冲的重复周期对时间取值，获得每个方位脉冲发射时刻辅星运动轨迹和新辅星轨迹上的回波的波程差值；基于所述回波的波程差值，对每个方位脉冲接收时刻的辅星的回波信号补偿因回波的波程差值带来的相位差，从而得到等效沿新辅星运动轨迹下的呈固定水平基线下的回波信号。
本发明的有益技术效果包括以下一项或多项：
1.由于大部分的分布式SAR系统的空间构型都可以用Hill方程描述，而从Hill方程组的解可以看出，多数情况下都是非均匀空间构型，而且分布式SAR系统在实际情况下很难保持严格的均匀构型，本发明采用非均匀空间构型，符合分布式SAR能够实现的实际空间构型，而且非均匀空间构型相比均匀构型具有俯仰维的自由度，能够为抑制非平稳杂波提供条件；
2.由于非均匀空间构型会导致星间基线在各个线性调频脉冲重复信号的发射时刻不停改变，使得SAR图像对干涉成像时的相位信息增加了一个高阶变动因子，而采用本发明后，基线预处理模块通过将时变的基线重构为固定基线，并基于时变基线和固定基线之间的波程差值进行补偿以对消掉高阶变动因子，避免SAR图象对的相干性下降，从而提高空时自适应处理模块的杂波抑制性能；
3.由于混合基线具有垂直基线分量和水平基线分量，导致相位信息混杂有垂直基线的地面高程信息，直接根据混合基线计算有效水平基线有较大的近似误差，影响地面动目标测速的精度，而本发明的基线预处理模块300能够将混合基线补偿为水平基线，减少计算有效水平基线的误差，从而提高地面动目标测速的精度；
4.由于空时自适应技术对需要从相邻的距离单元内获取训练样本来估计协方差矩阵实现杂波的有效抑制，当分布式SAR系统为非均匀空间构型时，会产生非均匀采样信号，信号的频谱会产生非常强烈的旁瓣，导致非均匀空间构型的分布式SAR系统无法通过空时自适应技术有效地抑制地面杂波，而本发明通过信号重构滤波器，将非均匀采样的回波信号分别在距离向、方位向、俯仰向重构为虚拟的均匀采样信号，从而得到虚拟均匀采样信号，该虚拟均匀采样信号不仅保留了真实信号中必要的信息，而且满足了空时自适应处理器对构型的要求；
5.空时自适应处理器能够充分利用非均匀空间构型的俯仰向和距离向的空间自由度，能够有效地抑制非平稳杂波，并且最大化输出信号的信杂噪比以提高动目标的检测概率。
附图说明
图1是本发明的分布式SAR系统的一个优选实施方式的简化模块示意图，和
图2是本发明的一个优选分布式SAR水平基线的几何示意图。
附图标记列表
100：主星 200：辅星
210：新辅星 300：基线预处理模块
310：时变基线补偿器 320：混合基线解耦合器
400：空时自适应处理模块 410：信号重构滤波器
420：空时自适应处理器 421：加权滤波器
422：回波数据训练单元 500：动目标检测模块
O1：主星100的空间位置点 O2：辅星200的空间位置点
O22：辅星200运动后的空间位置点 P：主星100照射的区域
N1：主星100运动轨迹 N2：主星辅星200运动轨迹
θ：主星100天线斜视角 F：N1与b1构成的平面
A：主星100的空间位置点O1在辅星200运动轨迹N2上的投影点
辅星200运动轨迹N2向平面F投影得到的运动轨迹
b1：主星100天线波束中心视线方向单位矢量
b2：辅星200天线波束中心视线方向单位矢量
b3：主星100正侧视情况下的波束中心视线方向的单位矢量
O2在上对应的投影点
O22在上对应的投影点
A在上对应的投影点
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，若出现“第一”、“第二”等术语，其仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，若出现术语“多个”，其含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
如在整篇本申请中所使用的那样，词语“可以”系容许含义(即，意味着有可能的)而不是强制性含义(即，意味着必须的)。类似地，词语“包括”意味着包括但不限于。
短语“至少一个”、“一个或多个”以及“和/或”系开放式表达，它们涵盖操作中的关联与分离两者。例如，表述“A、B和C中的至少一个”、“A、B或C中的至少一个”、“A、B和C中的一个或更多个”、“A、B或C”和“A、B和/或C”中的每个分别指单独A、单独B、单独C、A和B一起、A和C一起、B和C一起或A、B和C一起。
术语“一种”或“一个”实体指的是该实体中的一个或多个。这样，术语“一”(或“一”)、“一个或多个”以及“至少一个”在本文中可以交换地使用。还应该注意，术语“包括”、“包含”和“具有”可以交换地使用。
实施例1
本实施例还公开了一种SAR系统，也可以是一种星载SAR系统，也可以是一种分布式SAR系统，也可以是一种分布式星载SAR系统，也可以是一种非均匀空间构型的星载SAR系统，该系统可以由本发明的系统和/或其他可替代的零部件实现。比如，通过使用本发明的系统中的各个零部件实现本发明的系统。在不造成冲突或者矛盾的情况下，其他实施例的优选实施方式的整体和/或部分内容可以作为本实施例的补充。
本发明公开了一种非均匀空间构型的分布式SAR系统，该系统包括以SAR系统为有效载荷的且按照各主/辅星间的基线不等的方式形成非均匀空间构型的主星100以及至少一个辅星200。主星100以及辅星200分别包括基线预处理模块300和空时自适应处理模块400。基线预处理模块300基于主星100运动轨迹参数以及主星100与辅星200的空间位置关系，将时变和/或混合基线下接收的回波信号补偿为固定水平基线下的回波信号以避免SAR图像相干性下降从而提高空时自适应处理模块400的杂波抑制性能以及提高测速精度。在主星100以及辅星200接收回波信号通过基线预处理模块300进行补偿之前，空时自适应处理模块400对回波信号进行空间上的重采样生成空间非均匀采样信号。空间非均匀采样信号通过信号重构滤波器410重构生成虚拟空间均匀采样信号。虚拟空间均匀采样信号通过空时自适应处理器420最大化输出信号的信杂噪比以提高动目标的检测概率。优选地，非均匀空间构型指的是各主/辅星间的位置不是均匀的线阵和/或面阵。例如，干涉Cartwheel构型、Helix构型、Pendulum构型等均是非均匀空间构型。非均匀空间构型会导致各主/辅星之间的基线(即主/辅星上天线之间的连线)长度不等，并且随着主星和辅星的相对位置变化会导致各主/辅星之间的基线具有时变和混合特性。优选地，时变特性指的是基线的方向和长度随时间变化。混合特性指的是基线的方向不是单纯的沿卫星的航行方向(即水平基线)或沿垂直于卫星航行的方向(即垂直基线)，而是混合有水平基线分量和垂直基线分量。水平基线携带有地面动目标的速度信息。垂直基线携带有地面高程信息。发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：由于大部分的分布式SAR系统的空间构型都可以用Hill方程描述，而从Hill方程组的解可以看出，多数情况下都是非均匀空间构型，而且分布式SAR系统在实际情况下很难保持严格的均匀构型，本发明采用非均匀空间构型，符合分布式SAR能够实现的实际空间构型，而且非均匀空间构型相比均匀构型具有俯仰维的自由度，能够为抑制非平稳杂波提供条件。
优选地，主星100上的SAR系统对地发送用于成像的雷达信号。发送的雷达信号可以是脉冲重复周期信号，例如，线性调频脉冲重复信号。优选地，主星100、辅星200上的SAR系统对基于接收的地面回波信号生成两幅SAR复图像，并对两幅SAR复图像进行干涉成像处理。地面回波信号包括由发射主星与接收辅星之间的基线带来的相位信息。优选地，基线预处理模块300在SAR系统成像时间段内基于星历数据以及主/辅星的空间位置关系，将在时变、混合的基线下接收的回波信号补偿为在固定水平基线下接受的回波信号。本发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：第一，由于非均匀空间构型会导致星间基线在各个线性调频脉冲重复信号的发射时刻不停改变，使得SAR图像对干涉成像时的相位信息增加了一个高阶变动因子，而采用本发明后，基线预处理模块300通过将时变的基线重构为固定基线，并基于时变基线和固定基线之间的波程差值进行补偿以对消掉高阶变动因子，避免SAR图象对的相干性下降，从而提高空时自适应处理模块400的杂波抑制性能；第二，由于混合基线具有垂直基线分量和水平基线分量，导致相位信息混杂有垂直基线的地面高程信息，直接根据混合基线计算有效水平基线有较大的近似误差，影响地面动目标测速的精度，而本发明的基线预处理模块300能够将混合基线补偿为水平基线，减少计算有效水平基线的误差，从而提高地面动目标测速的精度。
优选地，由于回波信号中的地面杂波会掩没地面动目标的回波信号，因此现有技术一般采用空时自适应处理技术抑制地面杂波回波信号避免慢速运动目标的信号被杂波信号掩埋。空时自适应技术是将回波信号进行采样形成时间相关、距离相关和卫星个数相关的三维矩阵形式，并在时间维度上，即在三维矩阵中的二维矩阵(距离×卫星个数)的信号中通过冲击响应滤掉杂波来检测是否存在动目标。本发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：第一，由于空时自适应技术对需要从相邻的距离单元内获取训练样本来估计协方差矩阵实现杂波的有效抑制，当分布式SAR系统为非均匀空间构型时，会产生非均匀采样信号，信号的频谱会产生非常强烈的旁瓣，导致非均匀空间构型的分布式SAR系统无法通过空时自适应技术有效地抑制地面杂波，而本发明通过信号重构滤波器410，将非均匀采样的回波信号分别在距离向、方位向、俯仰向重构为虚拟的均匀采样信号，从而得到虚拟均匀采样信号，该虚拟均匀采样信号不仅保留了真实信号中必要的信息，而且满足了空时自适应处理器420对构型的要求；第二，空时自适应处理器420能够充分利用非均匀空间构型的俯仰向和距离向的空间自由度，能够有效地抑制非平稳杂波，并且最大化输出信号的信杂噪比以提高动目标的检测概率。
根据一个优选实施方式，基线预处理模块300包括时变基线补偿器310，时变基线补偿器310被配置为：在一个合成孔径成像时间段内根据主星100的运动轨迹生成以时间为变量的多项式近似方程；基于生成的多项式近似方程的拟合结果构造至少一条与主星100的运动轨迹平行的新辅星210运动轨迹的以时间为变量的多项式方程；基于辅星200和新辅星210的运动轨迹的关于时间变量的多项式方程以方位脉冲的重复周期对时间取值，获得每个方位脉冲发射时刻辅星200运动轨迹和新辅星210运动轨迹上的回波的波程差值；基于回波的波程差值，对每个方位脉冲接收时刻的辅星200的回波信号补偿因回波的波程差值带来的相位差，从而得到等效于沿新辅星210运动轨迹下的呈固定水平基线下的回波信号。优选地，通过主星100、辅星200的位置测量数据进行参数估计来拟合主星100、辅星200的运动轨迹方程。根据高斯-马尔克夫定理，使用例如最小二乘法、总体最小二乘法来作为拟合算法。优选地，在成像时间段内以方位脉冲的重复周期对时间取值，并带入辅星200和新辅星210的运动轨迹方程，可以得到辅星200和新辅星210运动轨迹上每一个方位脉冲发射时刻的位置坐标。通过位置坐标可以用于计算每个方位脉冲发射时刻辅星200和新辅星210运动轨迹的上回波的波程差值。优选地，根据位置坐标可以得到回波的波程差为新辅星210与星下点连线与波束视线的夹角的余弦值与辅星200与新辅星210对应点连线的长度。优选地，通过计算天线波束中心视线方向单位矢量以获取辅星200和新辅星210上的波程差，对辅星200回波信号进行补偿。优选地，波程差可以近似的表示为与参数方程相同阶数的多项式。其中，常数项不影响成像结果，时间变量的一次项会造成回波信号的方位谱产生偏移，对小幅成像影响不大。时间变量的高阶次项会导致回波的方位响应与匹配滤波的参考信号失配，导致辅星成像的相干性下降。优选地，对辅星200回波信号进行补偿后，能够避免时间变量的高阶次项的影响。通过该方式，经时变基线补偿后的回波信号的谱域能够更集中，并且干涉相位的标准差变小，能够有效提高SAR图像对的相干性，尤其是在干涉相位靠近杂波的区域改善较为明显，能够提高空时自适应处理模块400的杂波抑制性能。
根据一个优选实施方式，基线预处理模块300还包括混合基线解耦合器320。混合基线解耦合器320被配置为：在时变基线为混合有水平基线分量和垂直基线分量的情况下，时变基线向辅星200的运动轨迹方向投影得到有效水平基线的矢量模方程；有效水平基线的矢量模方程基于星历测量数据得到时变基线、辅星200的速度矢量、主星100的天线波束中心视线方向单位矢量，并基于辅星200的速度矢量与主星100的天线波束中心视线方向单位矢量的几何关系得到的主星100正侧视下的天线波束中心视线矢量生成时变水平基线以提高测速精度。优选地，如图2所示，N1、N2分别为主星100和辅星200的运动轨迹。O1和O2分别为同一时刻主星100和辅星200的空间位置点。b1、b2分别为主星100和辅星200的天线波束中心视线方向单位矢量。N1与b1构成了F平面。P为主星100照射的区域。当辅星200沿N2运动到O22位置时，能以与主星相同的波束指向观察到P区域。因此，辅星200关于主星100形成的混合基线的水平基线为A是主星100的空间位置点O1在辅星200运动轨迹N2上的投影点。θ为主星100的b1与其运动方向的夹角，即主星100天线斜视角。当辅星200运动轨迹N2向平面F投影得到运动轨迹和分别是O2、O22和A在上对应的投影点。b3是F平面内主星100正侧视情况下的波束中心视线方向的单位矢量。b3与上相交于点。当O2以b2照射到区域P时，能够同时以b1照射到区域P。水平基线D可以为如下形式：
由于为在上的投影，并且为在上的投影，由此根据辅星200的运动矢量可以得到式(1)又可以表示为：
优选地，考虑到天线安装的误差可能导致波位参数中的斜视角相比真实斜视角有一定的误差，可以根据对回波信号的多普勒中心频率作精确估值从而计算出斜视角θ。以及可以根据星历或者安装在卫星上的测量装置测量得到。优选地，根据图2所示的几何关系可以得到求解b3的方程组。方程组如下所示：
优选地，上述方程组具有唯一解。优选的，根据求解得到的斜视角θ和b3能够得到水平基线的值。通过该方式，与直接将辅星200关于主星100形成的混合的空间基线投影到辅星200运动轨迹的近似方法相比，在主星100和辅星200的运动轨迹与天线的波束视线不在同一平面的情况下，能够将包含有地面动目标的速度信息的水平基线分解出来，避免基线预处理模块300中处理基线混合有包含地面高程信息的垂直基线。而且采用该方式分解混合基线不受分布式SAR系统的构型和雷达天线视角的影响。
根据一个优选实施方式，在辅星200关于主星100形成的时变基线通过时变基线补偿器310进行补偿之前，时变基线通过混合基线解耦合器320得到独立的时变水平基线，从而避免混合有水平基线分量和垂直基线分量的时变基线为时变基线补偿器310的相位补偿带来近似误差。
根据一个优选实施方式，信号重构滤波器410被配置为：基于方位维、距离维和俯仰维描述空间非均匀采样信号的坐标，并根据就近原则计算空间非均匀采样信号与虚拟均匀采样信号的每个信号间的距离；在分别以方位维、距离维和俯仰维为基准面的情况下，计算得到相应维度下的方位向插值矩阵、距离向插值矩阵和俯仰向插值矩阵；基于方位向插值矩阵、距离向插值矩阵和俯仰向插值矩阵对空间非均匀采样信号进行信号重构得到导向矢量确定的虚拟均匀采样信号。优选地，非均匀空间的分布式SAR系统由于具有不同方向的基线分量和不同长度的基线组合，能够为雷达提供对地探测的多项功能。在大多数情况下，非均匀空间构型的分布式SAR系统无论是在沿卫星的运动方向还是在天线的俯仰方向，都无法满足卫星的均匀分布。但是，空时自适应技术需要卫星在空间上必须严格按照均匀的间隔分布，否则会由于卫星的非均匀构型导致对回波信号的非均匀采样。非均匀采样会使得采样信号的频谱产生非常强烈的旁瓣，从而导致抑制杂波的能力的下降。因此，非均匀空间构型的分布式SAR系统无法直接使用空时自适应技术。通过该方式，信号重构滤波器410能够将非均匀空间构型的非均匀采样信号重构成虚拟的均匀采样信号，克服空间欠采样问题，使得非均匀空间构型的分布式SAR系统满足空时自适应处理技术的要求。
优选地，沿卫星的运动方向和天线的俯仰方向的采样信号具有一定的统计特性。而且运动方向和俯仰方向与距离向的采用信号具有一一对应的关系，因此采用就近原则的插值矩阵来实现沿卫星的运动方向和天线的俯仰方向实现虚拟均匀分布，会导致错误的获取与距离相对应的采样信号，从而使得实际获取的采样信号与待检测单元背景统计特性不一致，从而恶化空时自适应处理器输出的信杂噪比。优选地，本实施例基于重构后虚拟均匀化的距离向采样信号与非均匀的运动向、俯仰向的关联程度来重构运动向、俯仰向的采样信号，从而形成虚拟的均匀化的采样信号。优选地，根据时间和空间上与距离向的非均匀采样信号的时间序列曲线，以及与距离向的非均匀采样信号对应的关于运动向的时间序列曲线和关于俯仰向的时间序列曲线，基于给定的时间和空间节点，分别计算距离向的时间序列曲线与对应的运动向的时间序列曲线以及俯仰向的时间序列曲线对应的范数，即距离，距离越近，关联的程度越高。优选地，通过关联程度重构出的运动向和俯仰向的虚拟均匀采样信号与距离向的虚拟采样信号的一致性较高，避免了实际获取的采样信号与待检测单元背景统计特性不一致的缺陷。
优选地，由于地面杂波的能量分布不但随着时间多普勒频率和空间多普勒频率分布，而且，由于天线俯仰角的不同，导致了位于同一距离带的两个杂波点的距离特性也不同，产生了杂波的非平稳性。优选地，非均匀空间构型的分布式SAR系统存在沿俯仰向分布的卫星天线，可以提供回波信号俯仰向的频率信息。非均匀空间构型的分布式SAR系统具有俯仰向的空间自由度，为抑制非平稳杂波提供了条件。
优选地，由于回波信号的非均匀采样相比于均匀采样，卫星间的间隔各不相同，因此造成了回波信号的空间欠采样，也降低了各采样信号间的相关性。信号重构滤波器410根据阵列插值将实际的非均匀信号重构为虚拟的均匀采样信号。优选地，非均匀空间采样信号可以基于方位维、距离维和俯仰维来描述，即通过方位维、距离维和俯仰维作为回波空间采样信号的坐标。实际的存在N个接收SAR天线的非均匀采样信号的坐标为[x1，y1,z1]···[xN,yN,zN]，重构后存在M个虚拟的均匀采样信号的坐标为[x′1，y′1，z′1]···[x′M,y′M，z′M]。根据坐标可以计算信号重构前后的距离为：
其中，n＝1，2，··N以及m＝1，2，···M。首选固定m，测试非均匀采样信号中那个采样信号的空间位置与第m个虚拟的均匀采样信号空间位置最近。测试后将距离最短的采样信号xn与x′m相对应。然后再依此方法确定其他采样信号的位置关系。建立对应关系后求取非均匀采样信号的导向矢量E以及虚拟的均匀采样信号的导向矢量从而求得插值矩阵B对信号进行重构。由于坐标有三个变量，因此需要分别计算方位维、距离维和俯仰维相对应的插值矩阵。得到插值矩阵后就可以对非均匀采样信号进行重构，得到虚拟的均匀采样信号。通过该方式，重构后的虚拟的均匀采样信号不仅保留了非均匀采样信号中的必要信息，而且满足了空时自适应杂波抑制技术对均匀构型的要求。
根据一个优选实施方式，空时自适应处理器420至少包括加权滤波器421和回波数据训练单元422。在空间非均匀采样信号重构为虚拟均匀采样信号后，加权滤波器421基于虚拟均匀采样信号以及回波数据训练单元422学习得到权值，并将权值作用于虚拟均匀采样信号以使得动目标的信号输出的信杂噪比最大化。所述回波数据训练单元422从回波数据中剔除地面动目标以及与地面动目标相邻单元的数据后进行学习得到权值。优选地，分布式SAR系统的杂波在杂波源满足独立同分布条件的情况下，可以表示为杂波源点的关于归一化多普勒频率的时间导向矢量与关于空间频率的空间导向矢量的Kronecker积。分布式SAR系统下的归一化多普勒频率和空间频率之间存在耦合关系，而这种耦合关系准确地描述了杂波的能量分布。明确了杂波的分布，设置相应的加权滤波器421就可以有效地抑制掉杂波。归一化多普勒频率和空间频率之间的耦合关系可以用β来表示。β表示的物理意义是在一个相干积累时间内，辅星200或主星100飞过半个基线长度的次数。在正侧视的情况下，杂波的大部分能量都集中在以β为斜率的直线上，可以以此规律来设置加权滤波器421的权值。在杂波源满足独立同分布条件的情况下，加权滤波器421的权值作用于虚拟均匀采样信号，使得相对于辅星200和/或主星100位于斜视角θ，且具有径向速度矢量的动目标的输出信杂噪比最大化。加权滤波器421的权值与杂波的协方差矩阵的估计值有关协方差矩阵的估计值可以通过待检测的虚拟均匀采样信号得到外，还可以通过回波数据训练单元422得到。回波数据训练单元422与的关系如下式所示：
其中，P为训练数据量。sm为训练数据，即除了待检测外的虚拟均匀采样信号。为sm的共轭转置。优选地，由于估计的协方差矩阵与实际的协方差矩阵会有差异，导致加权滤波器421会有性能损失。性能损失会随着回波数据训练单元422的学习不断累加。为了避免性能损失导致得到的权值无法分辨杂波和动目标，所述回波数据训练单元422需要从回波数据中剔除地面动目标以及与地面动目标相邻单元的数据后进行学习得到权值。本发明采用此技术方案至少能够得到以下有益技术效果：第一，通过得到的虚拟均匀采样信号能够与空时自适应技术相结合来抑制杂波，能够有效的利用俯仰向的空间自由度来一直非平稳杂波，从而提高动目标的检测概率；第二，回波数据训练单元422从回波数据中剔除地面动目标以及与地面动目标相邻单元的数据后进行学习得到权值，能够避免权值因为性能损失导致得到的权值无法分辨杂波和动目标。
根据一个优选实施方式，分布式SAR系统还包括动目标检测模块500。动目标检测模块500被配置为：在回波信号通过自适应处理模块400进行杂波抑制处理以及通过基线预处理模块300进行相位补偿之后，动目标检测模块500基于先验信息对消掉杂波引起的相位差以使得回波信号中只剩下动目标引起的相位差；基于先验信息选取动目标速度预设范围，并在目标速度范围内选取足够的样品观测值构造关于动目标的速度矢量函数；当动目标的速度矢量函数的最大值超过预设门限值且动目标的速度矢量的估计值在动目标速度预设范围内时，通过计算得到动目标的幅度信息进行门限检测，从而实现动目标的检测；当动目标的速度矢量函数的最大值小于预设门限和/或动目标的速度矢量不在动目标速度预设范围内时，基于先验信息选取另一个动目标速度预设范围来构造关于动目标的速度矢量函数，并重复上述步骤。优选地，目标检测模块500基于辅星200关于主星100形成的基线、辅星200的飞行速度矢量等先验信息，针对杂波频率项的向量构建一个该向量的逆矩阵，该逆矩阵与杂波频率项的向量相乘之后得到元素均为1的矩阵，从而消除了由杂波引起的频率变化。优选地，通过对消掉杂波频率引起的相位差，使得回波信号中只剩下动目标引起的相位差。优选地，在实际情况中动目标相关的信息全是未知的。但是可以根据现有的先验信息知道不同类型的运动目标的运动速度范围。例如坦克的行进速度大概是在48～72km/h范围内，军用吉普车的行进速度大概在70～120km/h之间。因此可以在这些速度范围选取足够的样品观测值，通过合适的估计算法，例如最大似然法来得到需要的速度矢量函数。速度矢量函数的意义在于在求取使得速度矢量函数到达最大值时，求解得到最接近动目标的真实速度值的速度矢量估计值。优选地，当动目标的速度矢量函数的最大值超过预设门限值且动目标的速度矢量的估计值在动目标速度预设范围内时，通过例如最小二乘法等算法来确定动目标的幅度信息。优选地，预设门限值可以根据动目标的运动速度范围来设置。优选地，基于得到的动目标的复幅度的平方来进行恒虚警门限检测。优选地，恒虚警门限的值由虚警概率决定，其中Th为门限值。当动目标的复幅度的平方大于Th时，动目标存在。当动目标的复幅度的平方小于Th时，动目标不存在。通过该方式，动目标检测模块500分别通过对动目标的速度矢量函数的最大值和动目标的复幅度的平方进行门限检测，能够大大降低检测失败的概率，并且还还可得到动目标的速度信息和位置信息。
根据一个优选实施方式，在SAR系统通过主星100以及辅星200接收回波信号并在方位向以脉冲重复周期信号进行采样形成高分辨、宽测绘带图像时，脉冲重复周期信号的频率与工作波长的一半的乘积大于动目标速度预设范围的最大值，从而避免动目标速度预设范围内出现盲速。在SAR系统高分辨、宽测绘带成像的时间段内，经过脉冲重复周期信号重复采样后的回波信号通过空时自适应处理模块400抑制杂波的过程中，基于脉冲重复周期信号的周期生成的等效径向速度落在动目标速度预设范围外，从而避免动目标速度预设范围内的动目标信号在空时自适应处理模块400抑制杂波的过程中被消除。优选地，地面动目标因多普勒中心模糊与静止杂波有相同的多通道导向矢量，因此在杂波抑制的过程中也将地面动目标返回的回波抑制。相应地，会在速度响应曲线上出现凹口，即盲速。靠近盲速的动目标的输出信杂比也将大幅度降低，极大的影响可检测速度范围。优选地，为了高分辨宽测绘带成像，使用低周期的脉冲重复周期信号进行采样。但脉冲重复周期信号的周期越小，动目标速度预设范围内盲速出现越频繁。为了避免在动目标速度预设范围内出现盲速，脉冲重复周期信号的频率需要满足 其中，vmax表示最大动目标预设速度。vPRF表示脉冲重复周期信号的速度。PRF表示脉冲重复周期信号的频率。λ表示雷达工作的波长。优选地，方位多卫星平台的沿水平基线的间隔决定了一个最大不模糊的径向速度范围。当动目标的径向速度超过了最大不模糊的径向速度范围时，会发生空域模糊。空域模糊不仅会影响到地面动目标径速度的估计和定位，也会影响到模糊杂波分量的导向矢量。由于加权滤波器421使得空时自适应处理模块400具有类似带通带阻特性。空时自适应处理模块400的带阻对准每个模糊杂波分量的等效径向速度。在发生空域模糊后，当动目标的等效径向速度靠近模糊杂波分量的等效径向速度后，会导致动目标也被抑制。因此脉冲重复周期信号的周期生成的等效径向速度落在动目标速度预设范围外，从而避免动目标速度预设范围内的动目标信号在空时自适应处理模块400抑制杂波的过程中被消除。通过该方式，在SAR高分辨、宽测绘带成像需要低方位的脉冲重复周期信号进行采样时，通过设置脉冲重复周期信号的频率满足并且脉冲重复周期信号生成的等效径向速度落入动目标速度预设范围外，能够避免动目标速度预设范围内出现盲速以及避免回波信号在空时自适应处理模块400抑制杂波的过程中被消除。
实施例2
本实施例还公开了一种SAR成像方法，也可以是一种星载SAR成像方法，也可以是一种分布式SAR系统成像方法，也可以是一种分布式星载SAR系统成像方法，也可以是一种非均匀空间构型的星载SAR系统成像方法，该方法可以由本发明的系统和/或其他可替代的零部件实现。比如，通过使用本发明的系统中的各个零部件实现本发明的方法。本实施例可以是对实施例1的进一步改进和/或补充，重复的内容不再赘述。在不造成冲突或者矛盾的情况下，其他实施例的优选实施方式的整体和/或部分内容可以作为本实施例的补充。
本发明公开了一种分布式SAR系统成像方法，该方法包括：以SAR系统为有效载荷的且按照各主/辅星间的基线不等的方式形成非均匀空间构型的主星100以及至少一个辅星200。主星100以及辅星200分别包括基线预处理模块300和空时自适应处理模块400。基线预处理模块300基于主星100运动轨迹参数以及主星100与辅星200的空间位置关系，将时变和/或混合基线下接收的回波信号补偿为固定水平基线下的回波信号以避免SAR图像相干性下降从而提高杂波抑制性能和测速精度。在主星100以及辅星200接收回波信号通过基线预处理模块300进行补偿之前，空时自适应处理模块400进行空间上的重采样生成空间非均匀采样信号。空间非均匀采样信号通过信号重构滤波器410重构生成虚拟空间均匀采样信号。虚拟空间均匀采样信号通过空时自适应处理器420最大化输出信号的信杂噪比以提高动目标的检测概率。
根据一个优选实施方式，基线预处理模块300的时变基线补偿器310：在主星100以及辅星200分别基于接收的回波信号进行成像的时间段内，在一个合成孔径成像时间段内根据主星100的运动轨迹生成以时间为变量的多项式近似方程；基于生成的多项式近似方程的拟合结果构造至少一条与主星100的运动轨迹平行的新辅星210运动轨迹的以时间为变量的多项式方程以获得新辅星210运动轨迹上各点位置坐标；基于辅星200和新辅星210的运动轨迹的关于时间变量的多项式方程以方位脉冲的重复周期对时间取值，获得每个方位脉冲发射时刻辅星200运动轨迹和新辅星210轨迹上的回波的波程差值；基于回波的波程差值，对每个方位脉冲接收时刻的辅星200的回波信号补偿因回波的波程差值带来的相位差，从而得到等效沿新辅星210运动轨迹下的呈固定水平基线下的回波信号。
如本文所用的词语“模块”描述任一种硬件、软件或软硬件组合，其能够执行与“模块”相关联的功能。
需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种非均匀空间构型的分布式SAR系统，其特征在于，该系统包括以SAR系统为有效载荷的且按照各主/辅星间的基线不等的方式形成非均匀空间构型的主星(100)以及至少一个辅星(200)，其中，
所述主星(100)以及辅星(200)分别包括基线预处理模块(300)和空时自适应处理模块(400)，其中，
所述基线预处理模块(300)基于所述主星(100)运动轨迹参数以及所述主星(100)与所述辅星(200)的空间位置关系，将时变和/或混合基线下接收的回波信号补偿为固定水平基线下的回波信号以避免SAR图像相干性下降从而提高所述空时自适应处理模块(400)的杂波抑制性能以及测速精度，
在所述主星(100)以及所述辅星(200)接收回波信号通过所述基线预处理模块(300)进行补偿之前，所述空时自适应处理模块(400)对所述回波信号进行空间上的重采样生成空间非均匀采样信号，所述空间非均匀采样信号通过信号重构滤波器(410)重构生成虚拟空间均匀采样信号，所述虚拟空间均匀采样信号通过空时自适应处理器(420)最大化输出信号的信杂噪比以提高动目标的检测概率。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述基线预处理模块(300)包括时变基线补偿器(310)，所述时变基线补偿器(310)被配置为：
在一个合成孔径成像时间段内根据所述主星(100)的运动轨迹生成以时间为变量的多项式近似方程，
基于生成的多项式近似方程的拟合结果构造至少一条与所述主星(100)的运动轨迹平行的新辅星(210)运动轨迹的以时间为变量的多项式方程，
基于辅星(200)和新辅星(210)的运动轨迹的关于时间变量的多项式方程以方位脉冲的重复周期对时间取值，获得每个方位脉冲发射时刻辅星(200)运动轨迹和新辅星(210)运动轨迹上的回波的波程差值，
基于所述回波的波程差值，对每个方位脉冲接收时刻的辅星(200)的回波信号补偿因回波的波程差值带来的相位差，从而得到等效于沿新辅星(210)运动轨迹下的呈固定水平基线下的回波信号。
3.如前述权利要求之一所述的系统，其特征在于，所述基线预处理模块(300)还包括混合基线解耦合器(320)，所述混合基线解耦合器(320)被配置为：
在所述时变基线为混合有水平基线分量和垂直基线分量的情况下，所述时变基线向所述辅星(200)的运动轨迹方向投影得到有效水平基线的矢量模方程，
所述有效水平基线的矢量模方程基于星历测量数据得到所述时变基线、所述辅星(200)的速度矢量、所述主星(100)的天线波束中心视线方向单位矢量，并基于所述辅星(200)的速度矢量与所述主星(100)的天线波束中心视线方向单位矢量的几何关系得到的所述主星(100)正侧视下的天线波束中心视线矢量生成时变水平基线以提高测速精度。
4.如前述权利要求之一所述的系统，其特征在于，在所述辅星(200)关于所述主星(100)形成的时变基线通过所述时变基线补偿器(310)进行补偿之前，所述时变基线通过所述混合基线解耦合器(320)得到独立的时变水平基线，从而避免混合有水平基线分量和垂直基线分量的时变基线为所述时变基线补偿器(310)的相位补偿带来近似误差。
5.如前述权利要求之一所述的系统，其特征在于，所述信号重构滤波器(410)被配置为：
基于方位维、距离维和俯仰维描述空间非均匀采样信号的坐标，并根据就近原则计算空间非均匀采样信号与虚拟均匀采样信号的每个信号间的距离，
在分别以方位维、距离维和俯仰维为基准面的情况下，计算得到相应维度下的方位向插值矩阵、距离向插值矩阵和俯仰向插值矩阵，
基于方位向插值矩阵、距离向插值矩阵和俯仰向插值矩阵对空间非均匀采样信号进行信号重构得到导向矢量确定的虚拟均匀采样信号。
6.如前述权利要求之一所述的系统，其特征在于，空时自适应处理器(420)至少包括加权滤波器(421)和回波数据训练单元(422)，
其中，在所述空间非均匀采样信号重构为虚拟均匀采样信号后，所述加权滤波器(421)基于虚拟均匀采样信号以及回波数据训练单元(422)学习得到权值，并将所述权值作用于所述虚拟均匀采样信号以使得动目标的信号输出的信杂噪比最大化，
其中，所述回波数据训练单元(422)从回波数据中剔除地面动目标以及与地面动目标相邻单元的数据后进行学习得到权值。
7.如前述权利要求之一所述的系统，其特征在于，所述分布式SAR系统还包括动目标检测模块(500)，所述动目标检测模块(500)被配置为：
在回波信号通过所述自适应处理模块(400)进行杂波抑制处理以及通过所述基线预处理模块(300)进行相位补偿之后，所述动目标检测模块(500)基于先验信息对消掉杂波引起的相位差以使得回波信号中只剩下动目标引起的相位差，
基于先验信息选取动目标速度预设范围，并在所述目标速度范围内选取足够的样品观测值构造关于动目标的速度矢量函数，
当动目标的速度矢量函数的最大值超过预设门限值且动目标的速度矢量的估计值在所述动目标速度预设范围内时，通过计算得到动目标的幅度信息进行门限检测，从而实现动目标的检测；
当动目标的速度矢量函数的最大值小于预设门限和/或所述动目标的速度矢量不在所述动目标速度预设范围内时，基于先验信息选取另一个动目标速度预设范围来构造关于动目标的速度矢量函数，并重复上述步骤。
8.如前述权利要求之一所述的系统，其特征在于，在所述SAR系统通过所述主星(100)以及辅星(200)接收回波信号并在方位向以脉冲重复周期信号进行采样形成高分辨、宽测绘带图像时，所述脉冲重复周期信号的频率与所述工作波长的一半的乘积大于所述动目标速度预设范围的最大值，从而避免所述动目标速度预设范围内出现盲速；并且
在所述SAR系统高分辨、宽测绘带成像的时间段内，经过脉冲重复周期信号重复采样后的回波信号通过所述空时自适应处理模块(400)抑制杂波的过程中，基于所述脉冲重复周期信号的周期生成的等效径向速度落在所述动目标速度预设范围外，从而避免所述动目标速度预设范围内的动目标信号在所述空时自适应处理模块(400)抑制杂波的过程中被消除。
9.一种分布式SAR系统成像方法，其特征在于，该方法包括：以SAR系统为有效载荷的且按照各主/辅星间的基线不等的方式形成非均匀空间构型的主星(100)以及至少一个辅星(200)，
其中，所述主星(100)以及辅星(200)分别包括基线预处理模块(300)和空时自适应处理模块(400)，
所述基线预处理模块(300)基于所述主星(100)运动轨迹参数以及所述主星(100)与所述辅星(200)的空间位置关系，将时变和/或混合基线下接收的回波信号补偿为固定水平基线下的回波信号以避免SAR图像相干性下降从而提高杂波抑制性能和测速精度，
在所述主星(100)以及所述辅星(200)接收回波信号通过所述基线预处理模块(300)进行补偿之前，所述空时自适应处理模块(400)进行空间上的重采样生成空间非均匀采样信号，所述空间非均匀采样信号通过信号重构滤波器(410)重构生成虚拟空间均匀采样信号，所述虚拟空间均匀采样信号通过空时自适应处理器(420)最大化输出信号的信杂噪比以提高动目标的检测概率。
10.如权利要求9所述的成像方法，其特征在于，所述基线预处理模块(300)的时变基线补偿器(310)：
在所述主星(100)以及辅星(200)分别基于接收的回波信号进行成像的时间段内，在一个合成孔径成像时间段内根据所述主星(100)的运动轨迹生成以时间为变量的多项式近似方程，
基于生成的多项式近似方程的拟合结果构造至少一条与所述主星(100)的运动轨迹平行的新辅星(210)运动轨迹的以时间为变量的多项式方程以获得新辅星(210)运动轨迹上各点位置坐标，
基于辅星(200)和新辅星(210)的运动轨迹的关于时间变量的多项式方程以方位脉冲的重复周期对时间取值，获得每个方位脉冲发射时刻辅星(200)运动轨迹和新辅星(210)轨迹上的回波的波程差值，
基于所述回波的波程差值，对每个方位脉冲接收时刻的辅星(200)的回波信号补偿因回波的波程差值带来的相位差，从而得到等效沿新辅星(210)运动轨迹下的呈固定水平基线下的回波信号。
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