[發明專利]用于分布式雷達短時孔徑合成的路徑規劃方法

有效

• 申請號: 202010987030.1
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN112084676B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 楊建宇;黃鈺林;徐帆云;張寅;朱俊宇;楊海光;張永超;霍偉博;張永偉
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/10;G01S13/90;G01S7/41;G06F111/06;G06F111/04
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 王偉

本發明公開了一種用于分布式雷達短時孔徑合成的路徑規劃方法，包括以下步驟：S1、建立分布式雷達的幾何模型和回波模型；S2、建立分布式雷達的路徑規劃模型，建立優化目標；S3、采用基于貪婪思想的優化方法來求解優化目標。本發明通過分析分布式雷達飛行和成像模型中的約束關系，將最優路徑規劃問題建立為多約束條件下的多目標優化問題，并利用貪婪思想計算各點的目標函數，為分布式雷達的短時合成孔徑選擇了最優的飛行路徑，有效地保證了分布式雷達短時高分辨成像的效果。

技術領域

本發明屬于分布式雷達探測與成像技術領域，特別涉及一種用于分布式雷達短時孔徑合成的路徑規劃方法。

背景技術

聚束式合成孔徑雷達通過在一定時間內連續照射固定的目標區域來獲得高分辨成像結果。雷達成像系統具有較高的靈活性和可操作性，能夠實現對環境資源和自然災害的低成本監控。傳統的單基合成孔徑雷達通過平臺的運動形成一個虛擬的大孔徑，并將雷達回波處理后獲得高分辨率的二維圖像。雖然它能實現側視和大斜前視的高分辨成像，但它在前視區域存在一定的盲區，進而限制了其應用范圍。分布式雷達不但能夠解決觀測盲區的問題，還能拼接多個發射機的回波信號，實現對感興趣的區域多視角、高分辨觀測。

目前，雷達成像領域很少有關于雷達平臺飛行路徑對成像影響的研究，大部分雷達平臺路徑規劃問題研究都是針對光學拍攝和動態避障等需求的路徑規劃。在文獻“Kabamba P T,Meerkov S M,Zeitz F H,et al.Optimal Path Planning for UnmannedCombat Aerial Vehicles to Defeat Radar Tracking[J].Journal of GuidanceControl and Dynamics,2006,29(2):279-288.”中，針對無人機規避雷達制導的地對空導彈的路徑規劃問題，目的是避免雷達橫截面長時間地暴露，并沒有研究雷達成像相關的問題；文獻“Sun Z,Wu J,Yang J,et al.Path Planning for GEO-UAV Bistatic SAR UsingConstrained Adaptive Multiobjective Differential Evolution[J].IEEETransactions on Geoscience and Remote Sensing,2016,54(11):6444-6457.”針對星-機構型的雙基合成孔徑雷達的成像問題對無人機規劃合理的路徑，保證了雙基雷達的成像性能。但是其針對星-機構型，只考慮了單個無人機的飛行路徑，不適用于分布式雷達成像的路徑規劃。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種通過分析分布式雷達飛行和成像模型中的約束關系，將最優路徑規劃問題建立為多約束條件下的多目標優化問題，并利用貪婪思想計算各點的目標函數，為分布式雷達的短時合成孔徑選擇了最優的飛行路徑，有效地保證了分布式雷達短時高分辨成像的效果的用于分布式雷達短時孔徑合成的路徑規劃方法。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：用于分布式雷達短時孔徑合成的路徑規劃方法，包括以下步驟：

S1、建立分布式雷達的幾何模型和回波模型；

S2、建立分布式雷達的路徑規劃模型，建立優化目標；

S3、采用基于貪婪思想的優化方法來求解優化目標。

進一步地，所述步驟S1具體實現方法為：在觀測區域里設定參考點O并將參考點O作為原點(0,0,0)建立球坐標系，發射機T_m的位置為接收機R的位置為場景里的目標點P位置為其中r、θ、分別表示輻射距離、波束俯仰角和波束方位角；發射機的具體飛行路徑由本發明提出的路徑規劃方法得到；接收機向觀測區域飛行，分布式雷達系統中各平臺以合成孔徑雷達的聚束工作模式采集數據；

發射機發射的線性調頻信號為：