一种用于宽幅MIMO-SAR中地面机动目标的运动参数高效估计方法

《IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing》：An Efficient Motion Parameters Estimation Method for Ground Maneuvering Targets in Wide-Swath MIMO-SAR

　　

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摘要：

在低脉冲重复频率和强杂波背景下，准确估计机载宽波束多输入多输出合成孔径雷达（MIMO-SAR）中地面机动目标的运动参数具有挑战性。为了进行参数估计，提出的方法没有对周期性非均匀采样（PNS）序列进行重采样，而是将频谱重建限制在杂波预处理阶段，并利用恢复的PNS结构高效地估计径向加速度和径向速度。首先，利用MIMO-SAR的方位角自由度构建等效的双通道数据，共轭对称差分算子抑制杂波，提高信噪比的同时保持PNS结构。然后，建立一个具有相同斜率和组依赖截距的并行差分相位模型，并设计了一种结合相干性自适应窗口选择的组相干广义似然比测试（GC-GLRT）估计器，以实现对径向加速度的稳健估计。通过组内相干积分和组间非相干组合，将径向速度视为一个干扰参数，从而将原有的二维速度-加速度搜索简化为一维加速度搜索。最后，在进行加速度补偿后，将基于PNS结构得到的多延迟差分相位观测值组合形成闭合相位观测值，得到一个存在模糊性的径向速度估计值。利用参考延迟观测值和相干性加权决策规则解决速度模糊性问题，并通过对残差相位进行加权最小二乘（WLS）拟合来精炼最终估计值。仿真结果表明，该算法的准确性与广义Radon-Fourier变换（GRFT）相当，但计算复杂性大幅降低，证明了所提算法的有效性。

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