(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211316100.6 (22)申请日 2022.10.26 (71)申请人 电子科技大 学 地址 611731 四川省成 都市高新区 （西区） 西源大道 2006号 (72)发明人 安洪阳　蒲先良　武俊杰　孙稚超　 李中余　杨建宇　 (74)专利代理 机构 成都虹盛汇泉专利代理有限 公司 51268 专利代理师 王伟 (51)Int.Cl. G01S 13/90(2006.01) G01S 7/41(2006.01) G06F 17/16(2006.01) G06F 17/14(2006.01)G06K 9/00(2022.01) (54)发明名称 一种针对GEO星机双基SAR的动目标检测方 法 (57)摘要 本发明公开一种针对GEO星机双基SAR的动 目标检测方法， 应用于雷达技术领域， 针对现有 技术不适用于在GEO星机双基SAR中检测动目标 的问题； 本发明首先建立 GEO星机双基SAR多 通道 回波模型； 然后通过通道延时与相位补偿进行预 处理； 其次将动目标检测建模为矩阵的秩1分解 问题； 最后通过交替方向乘子法(ADMM)对建立的 优化问题进行优化迭代求解， 并通过矩阵的奇异 值收缩算子和负梯度下 降法交替求解两个子问 题。 采用本方法可以有效地解决GEO星机双基SAR 在动目标 非均匀稀疏下检测性能下降的问题， 最 终实现从杂波中检测出运动目标回波。 权利要求书3页 说明书7页 附图3页 CN 115542322 A 2022.12.30 CN 115542322 A 1.一种针对GEO星机双基SAR的动目标检测方法， 基于的雷达系 统包括GEO卫星和机载 平台， GEO卫星发射的信号， 其特 征在于， 所述方法包括以下步骤： S1、 GEO卫星发射的信号， 通过机载平台接收， 从而得到多通道二维时域信号； S2、 对步骤S1的多通道二维时域信号的延时和相位进行补偿操作， 得到处理后的回波 矩阵； S3、 将步骤S2得到的回波矩阵建模为矩阵秩1恢复问题； S4、 通过ADM M进行迭代优化 求解步骤S3中的矩阵秩1恢复问题， 实现动目标检测。 2.根据权利 要求1所述的一种针对GEO星机双基SAR的动目标检测方法， 其特征在于， 步 骤S1所述的多通道二维时域信号表达式为： 其中， τ表示距离向时间， 设距离向采样点数为L， t表示方位向时间， c表示电磁波波速， fc表示系统的载波频率， n＝0,1, …,N‑1表示通道编号， N为接收通道总个数； V表示机载接 收站沿航迹方向的速度， x为地面目标沿航迹方向的初始位置， Xn为通道n沿航迹方向的初 始位置。 3.根据权利 要求2所述的一种针对GEO星机双基SAR的动目标检测方法， 其特征在于， 步 骤S2具体为： 首先将多通道二维时域信号变换至距离频域， 得到： 其中， fτ表示距离向频率， B表示信号带宽； 考虑通道延时操作， 对通道n回波延时 得到： 其中， Rbi(t,0)表示 通道0的双基距离和； 接下来， 利用参 考点构造相位补偿函数： 通过下式对每 个通道执 行相位补偿 操作， 则得到： 再通过距离向傅里叶逆变换操作回到二维时域得到： 权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115542322 A 24.根据权利 要求3所述的一种针对GEO星机双基SAR的动目标检测方法， 其特征在于， 步 骤S3具体为： 记经步骤S2处理后的回波矩阵s3(t, τ,n)的实部 为 表示实数 集， 其每一列对应慢时间信号， 将其按列装载为列向量 也即xn＝vec(Xn)， 其 中vec(·)执行按列装载操作； 将得到的列向量组装成新矩阵 也即X＝ [x0,…,xN]； 回波数据由杂波和动目标叠加而成， 也即X＝L+S， 其中， 对应的杂波矩阵和动目标矩阵 分别记为L和S； 由于杂波信号s3(t, τ,n)在各个通道之间近似相等， 所以L是一个秩1的矩 阵， 即为ran k(L)＝1， 且可以写为 L＝p1T； 其中， p为检测的列向量， 1为全1的列向量； 由于动目标个数较少， 因此将S建模为稀疏矩阵； 因此通过秩1矩阵和稀疏矩阵的重构来检测动目标， 得到最优化问题 表达式为： s.t.M＝p1T 上式中， ‖·‖*表示矩阵的核范 数； ‖·‖1为矩阵的1范 数， λ为罚参数， M为辅助变量。 5.根据权利 要求4所述的一种针对GEO星机双基SAR的动目标检测方法， 其特征在于， 步 骤S4具体为： S41、 初始化迭代参数， 包括： 重新装载形成的矩阵为X， 罚因子为λ； 初始化拉格朗日乘 子矩阵为Y， 增广拉格朗日罚因子为 μ； S42、 若当前迭代次数小于设定的最大迭代次数， 则执 行步骤S43， 否则执 行步骤S47； S43、 记当前迭代次数为m+1， 先固定pm和Ym， 求解Mm+1： 其中， <A,B>＝tr(ATB)表示矩阵的迹内积， ‖ ·‖F表示矩阵的Frobenius范数， 其在数值 上等于矩阵的2范 数， 其平方等于矩阵和其自身的迹内积； pm,Ym分别表示第m次迭代时获得的向量p和拉格朗日乘子Y， 由于第m+1次求解时二者固 定， 因此优化问题转换为： 经过求解， 得其解为 这里D(A,a)表示矩阵的奇异值收缩算子， D (A,a)＝US(Σ,a)VT， 其中A＝UΣVT表示矩阵A的奇异值分解， 而S(B,b)表示矩阵的软阈值算 子； 然后固定 Mm+1和Ym求解pm+1： 权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115542322 A 3