[發明專利]一種基于地形背景目標的SAR回波模擬方法

在審

• 申請號: 201910587742.1
• 申請日: 2019-07-02
• 公開（公告）號: CN110426688A
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 盧建章;李寵;邱冰潔
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司雷華電子技術研究所
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40
• 代理公司: 北京清大紫荊知識產權代理有限公司 11718
• 代理人: 彭一波

1.一種基于地形背景目標的SAR回波模擬方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

三維地形建模步驟，在MPD算法的迭代過程中，設定由隨機中點位移算法進行的一次或者多次迭代生成的矩陣，然后進行進一步迭代，以實現三維地形建模；

建立地形背景目標的后向散射系數模型步驟，根據三維地形建模步驟中建立的三維地形高程數據和雷達仿真參數計算出對應地形單元點的后向散射系數圖；

建立SAR點目標回波模型步驟，根據雷達仿真信號的波形參數和雷達姿態數據完成點目標回波信號的數學模型:

其中，rect()為矩形窗函數，r()表示雷達對點目標的觀測距離，c為光速，K_r為調頻斜率，λ為波長；以及

將所述點目標回波信號的數學模型與所述后向散射系數進行卷積操作以獲得地形背景目標的回波信號模擬：

其中，σ⁰為地形背景目標的后向散射系數。

2.根據權利要求1所述的基于地形背景目標的SAR回波模擬方法，其特征在于，所述三維地形建模步驟包括：

設置初始矩陣，初始化高斯隨機發生器Guass()，并設置設迭代次數為m；以及

令當前迭代次數m遞增1，并求當前迭代所需計算的所有點的值。

3.根據權利要求2所述的基于地形背景目標的SAR回波模擬方法，其特征在于，求解當前迭代所需計算的所有點的值包括：

(a)利用已賦有值的四鄰域點的均值加上中點的偏移量Δ_m+1＝Guass()作為內部點的高程值；

(b)用已計算得到數值的三近鄰點的均值加上中點的偏移量Δ_m+1＝Guass()作為邊界點的高程值；

(c)對于剩下的點，用值已知的四近鄰點的均值加上中點的偏移量Δ_m+1＝Guass()作為該點的高程值；

(d)重復步驟c，直到達到最終的迭代次數M結束；

(e)對生成的地形高程數值進行調整，以形成不同地貌特點，通過對高程負數直接置零形成水域地形。

4.根據權利要求1所述的基于地形背景目標的SAR回波模擬方法，其特征在于，按照下式計算每個地形點的后散射系數：

σ⁰(x,r)＝sin(β)·h(x,r)

其中,β為距離向相鄰點之間的連線與波束角之間夾角，h(x,r)為歸一化后的高程數值。

5.根據權利要求4所述的基于地形背景目標的SAR回波模擬方法，其特征在于，令一幀點目標回波模擬數據為s₀，方位大小為N_a，距離大小為N_r，所述方法按照下述步驟完成地形背景目標回波模擬輸出：

(a)先對點目標回波數據矩陣進行補零，第一行之前和最后一行之后都補N_a/2-1行，第一列之前和最后一列之后都補N_r/2-1列；

(b)把卷積核旋轉180度，其中所述卷積核是散射系數矩陣σ⁰，

(c)滑動卷積核，將卷積核的中心位于圖像矩陣的每一個元素,將旋轉后的卷積核乘以對應的矩陣元素再求和；

(d)按照步驟c遍歷點目標矩陣數據每一個元素，完成地形背景目標回波數據輸出s₁。