星载SAR-GMTI系统目标定位误差概率分析方法

2023-08-04胡瑞贤王永达

雷达科学与技术 2023年3期

胡瑞贤，王永达，张昭

（中国电子科技集团公司电子科学研究院，北京 100041）

0 引言

基于合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）的地面运动目标检测（Ground Moving Target Indication，GMTI）一直是近年来雷达领域的研究热点［1-4］。众所周之，由于运动目标存在目标径向速度，导致其在SAR 图像中存在方位偏差［5］，运动目标精确定位问题一直是一个重要问题。目标定位误差表示SAR 图像上运动目标测量位置与真实目标位置之差。目标定位误差可以评估目标径向速度测量精度是否满足要求，定位结果是否准确。在多通道SAR-GMTI系统中，目标定位精度主要受通道间干涉相位精度影响。一旦干涉相位中存在噪声，必然会影响目标定位精度。国内外提出了多种方法［6-9］实现运动目标精确定位。Ender 等［9］采用克拉美罗界（Cramér-Rao Bound，CRB）来分析SAR-GMTI 系统的定位误差性能，但克拉美罗界只给出了定位误差最小情况下的分析结果。Cerutti-Maori 等［10］应用微分法及误差传递模型来估计定位误差，该方法缺乏在相位误差、基线误差等条件下对定位精度影响的深入分析。

本文从概率统计角度讨论了目标定位精度问题。假设定位性能主要受噪声影响，推导了运动目标的干涉相位误差的概率密度函数。这种采用概率密度函数描述定位误差的一个突出优点是可以在方案设计和参数评估阶段预测估计星载SAR-GMTI的目标定位性能，另外本文还为不同参数条件下的在轨SAR-GMTI系统性能比较提供了一种新的分析思路。