影響SAR—GMTI系統性能的各種誤差因素及校正方法分析

多通道地面運動目標檢測的性能取決于通道間的相干性，多種誤差的存在勢必對其造成影響。分析了各種誤差因素對SAR-GMTI系統的影響以及相應的誤差校正方法，通過實測數據驗證了分析的正確性和方法的有效性。

【關鍵詞】地面動目標檢測 通道誤差 誤差校正

1 引言

無人機系統的SAR-GMTI工作模式可在場景成像的同時監視運動目標，并顯著改善對遠程低空和地面慢速運動目標的探測性能，能夠對戰場態勢進行早期預警，對戰爭的成敗起著至關重要的作用。

對于實際的多通道SAR-GMTI系統，誤差的存在是不可避免的。天線方向圖不一致、天線相位中心間距的誤差、通道特性不一致等因素均會導致通道間雜波對消剩余增加、動目標檢測概率降低、動目標定位誤差增大等結果，直接影響SAR-GMTI系統的性能。

常規的SAR-GMTI方法主要有相位中心偏置天線技術（DPCA）、空時自適應處理技術和沿跡干涉技術（ATI）等，如果在雜波對消時采用了自適應的處理技術，是可以在一定程度上抵消一部分誤差的影響，但并不能完全消除所有誤差。文[8]提出了一種對圖像配準誤差穩健的地面運動目標檢測方法，但在存在空域誤差情況下，該方法的性能將下降。文[9]提出了一種基于多通道SAR-GMTI系統通道均衡技術，但在存在基線測量誤差情況下，該方法的定位精度將下降，因此需要對影響SAR-GMTI系統性能的所有誤差均進行校正。本文詳細分析了影響SAR-GMTI系統性能的各種誤差因素，并給出了相應的誤差估計和校正方法，最后通過實測數據驗證了分析的正確性和方法的有效性。

2 影響SAR-GMTI的誤差因素

2.1 帶內頻率響應誤差

帶內誤差指接收機的頻率響應誤差，在雷達接收機中，含有濾波器、放大器、混頻器等子設備，其中任意一種子設備的誤差均會導致接收機的頻率響應誤差，導致系統處理的回波信號與理想的回波信號之間存在偏差。

帶內頻率響應誤差的存在主要影響距離向線性調頻函數脈壓的結果，可能會造成回波間相干系數的下降，影響動目標檢測性能。該誤差可以通過內定標的方法較容易的進行補償，此文不做詳細論述。

2.2 通道間幅度/相位誤差

對于多通道GMTI系統，通道間的性能差異將導致通道間的頻率響應誤差，影響不同通道間回波數據的相干性，因此通道間的幅度/相位誤差將直接影響GMTI的性能，且該誤差在眾多誤差因素中是影響最大的，必須進行均衡處理。

4 仿真結果

利用某機載雷達四通道的SAR-GMTI實測數據對第三節的誤差估計方法進行驗證。其主要參數為，X波段，載機速度108m/s，作用距離30km，圖1給出了誤差校正前后通道1和通道2的對消殘差圖，仿真中使用的是雜波對消干涉（CSI）方法。圖2給出了誤差校正前、后動目標重新定位的結果圖。從圖中可以看出，不進行誤差校正而直接進行雜波對消和動目標檢測處理時，存在方位向散焦、雜波剩余增加、動目標檢測概率降低、虛警概率增加、定位精度下降等現象。而對所有誤差進行校正后，相應的性能有了很大提高，從圖2（b）中可以看出，動目標大部分定位在了道路的附近。其中誤差校正方法為上節介紹的方法，在實際應用中，可以將不同誤差的校正過程合并以減少運算量，具體合并方法不在本文論述。

5 結論

實測數據分析表明，實際系統中各種誤差因素的存在不可避免，且常規的多通道SAR-GMTI方法均不同程度的受誤差的影響而降低動目標檢測性能。對各種誤差因素分別采用有效的方法進行校正后，系統性能可以得到很大提高。實測數據驗證了方法的有效性。

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作者簡介

劉穎（1979-），女。博士學位。現為南京電子技術研究所高級工程師，主要從事運動目標檢測、SAR成像、天基預警等方面的研究。

作者單位

南京電子技術研究所 江蘇省南京市 210039