[發(fā)明專(zhuān)利]一種三維復(fù)雜目標(biāo)的合成孔徑雷達(dá)圖像仿真方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910087133.6
• 申請(qǐng)日: 2009-06-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101923166A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 洪峻;張銳;明峰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G01S13/90
• 分類(lèi)號(hào): G01S13/90
• 代理公司: 中科專(zhuān)利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 周?chē)?guó)城

1.一種三維復(fù)雜目標(biāo)的合成孔徑雷達(dá)圖像仿真方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：讀入三維復(fù)雜目標(biāo)的三角面元模型，并從等相位面發(fā)射一簇射線來(lái)模擬入射的平面電磁波；

步驟二：利用z-buffer算法來(lái)完成入射電磁波的一次射線尋跡，對(duì)于存在一次彈射的入射線，保留其反射線，對(duì)于沒(méi)有彈射的入射線，將其刪除；

步驟三：根據(jù)目標(biāo)面元模型，構(gòu)建目標(biāo)的空間八叉樹(shù)結(jié)構(gòu)，通過(guò)空間八叉樹(shù)算法完成余下的射線尋跡過(guò)程，射線尋跡過(guò)程中采用并行計(jì)算加速；

步驟四：根據(jù)求得射線的幾何彈射結(jié)果，對(duì)多次彈射線利用幾何光學(xué)法跟蹤射線的幅度，相位和極化，對(duì)于最后一次彈射線利用物理光學(xué)法求出散射點(diǎn)的遠(yuǎn)場(chǎng)散射強(qiáng)度；

步驟五：設(shè)置SAR雷達(dá)參數(shù)，利用目標(biāo)三維模型求得地面陰影區(qū)域和地面雜波散射，將目標(biāo)的散射系數(shù)和雜波的散射系數(shù)投影到斜平面；

步驟六：根據(jù)SAR參數(shù)，利用回波仿真算法對(duì)目標(biāo)的全極化數(shù)據(jù)進(jìn)行回波仿真，再進(jìn)行成像處理，生成目標(biāo)在不同雷達(dá)參數(shù)和目標(biāo)姿態(tài)角度下的高分辨率全極化SAR雷達(dá)圖像。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維復(fù)雜目標(biāo)的合成孔徑雷達(dá)圖像仿真方法，其特征在于，所述步驟二中，利用了Z-buffer算法加速了一次射線尋跡，同時(shí)完成了目標(biāo)的消隱。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維復(fù)雜目標(biāo)的合成孔徑雷達(dá)圖像仿真方法，其特征在于，所述步驟三中，利用的空間八叉樹(shù)結(jié)構(gòu)加速了二次以上的射線尋跡，并且通過(guò)多核并行計(jì)算技術(shù)加速計(jì)算過(guò)程；其中，包括步驟：

(1)構(gòu)建目標(biāo)模型的空間八叉樹(shù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：

A.取空間中的一長(zhǎng)方體盒子，使之恰好包圍住全部的三角面元；

B.將盒子依空間八個(gè)象限分成八個(gè)子盒子，對(duì)于每個(gè)子盒子判定其中包括的三角面元數(shù)目，并記錄盒子的父子數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；

C.如果盒子中的三角面元數(shù)目大于預(yù)先的設(shè)定值，記錄其為父親節(jié)點(diǎn)；如果盒子中的三角面元數(shù)目小于預(yù)先的設(shè)定值，記錄其為葉子節(jié)點(diǎn)和包含的面元信息；

D.循環(huán)執(zhí)行B，完成返回；

(2)基于空間八叉樹(shù)結(jié)構(gòu)的射線尋跡：

A.判斷射線是否于根結(jié)點(diǎn)相交，如果不相交結(jié)束；如果相交則執(zhí)行B；

B.計(jì)算各子節(jié)點(diǎn)盒子的相交距離，依相交距離由小到大依次執(zhí)行C；

C.判斷各子節(jié)點(diǎn)是否為葉子節(jié)點(diǎn)，如果不是，遞歸執(zhí)行B；如果是，判斷是否存在相交三角面元，如果存在相交三角面元?jiǎng)t完成本次尋跡，如果不存在相交三角面元?jiǎng)t繼續(xù)尋找。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維復(fù)雜目標(biāo)的合成孔徑雷達(dá)圖像仿真方法，其特征在于，所述步驟四中，利用了幾何光學(xué)法和物理光學(xué)法結(jié)合的方法求解目標(biāo)散射系數(shù)分布，并且將電磁強(qiáng)度尋跡和射線幾何尋跡分離，使得完成一次全極化計(jì)算僅需一次射線尋跡過(guò)程。