中文标题：地球同步轨道SAR运动舰船探测跟踪定位方法与实验验证

英文标题：An Integrated Detection–Tracking–Localization Framework for Moving Ships in Geosynchronous Orbit Synthetic Aperture Radar with Experimental Verification

来源期刊：雷达学报

基金项目：

作  者：向建冰^{1, 2}, 仲利华^{1, 2}, 吴一凡^{1, 2}, 宋冲^{1, 3}, 黄丽佳^{1, 2}, 商明样⁴, 袁新哲⁵, 胡玉新^{1, 2, 6}

作者单位：1. 中国科学院空天信息创新研究院 北京 100094
2. 目标认知与应用技术重点实验室 北京 100190
3. 微波成像国家重点实验室 北京 100190
4. 苏州空天信息研究院 苏州 215128
5. 国家卫星海洋应用中心 北京 100081
6. 中国科学院大学电子电气与通信工程学院 北京 101408

摘  要：地球同步轨道(GEO)合成孔径雷达(SAR)具有对大区域进行连续观测的优势，但由于探测距离远、合成孔径时间长、大视场杂波累加和非平直观测几何的特点，导致利用GEO SAR对运动舰船探测存在成像聚焦困难、信杂比低、位置偏移大等巨大技术挑战。该文提出一种面向GEO SAR的运动舰船探测-跟踪-定位一体化处理新方法，可有效解决上述难题。该文首先建立了GEO SAR对运动舰船的观测信号模型，深入分析了超长合成孔径时间内运动舰船的回波特性，提出了基于最优子孔径处理实现目标成像探测和长时间跟踪定位方法，该方法通过改进BP成像算法在孔径内实现了低信杂比下非合作舰船能量良好积累聚焦，获得了GEO SAR非平直几何观测下复杂运动舰船目标偏移位置与距离多普勒关系；然后，基于舰船短时匀速运动假设，利用双向平滑滤波方法对多子孔径探测结果进行航迹跟踪，并基于长时间跟踪结果获得运动舰船速度估计，在此基础上利用偏移位置与实际位置距离多普勒关系实现了运动舰船重定位。最后，通过仿真数据和在轨GEO SAR卫星实测数据验证了所提方法的正确性。

全文链接： https://radars.ac.cn/cn/article/doi/10.12000/JR25235