[發(fā)明專利]一種基于雙正交匹配追蹤的散射中心參數(shù)反演方法

有效

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• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112748412B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發(fā)明（設計）人: 邢笑宇;霍超穎;滿良;朱晨曦
• 申請（專利權）人: 北京環(huán)境特性研究所
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 北京格允知識產權代理有限公司 11609
• 代理人: 張莉瑜

1.一種基于雙正交匹配追蹤的散射中心參數(shù)反演方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、根據(jù)目標先驗信息，劃分散射中心模型位置參數(shù)網格；

S2、根據(jù)位置參數(shù)網格，確定GTD模型稀疏表征；

S3、基于GTD模型稀疏表征，設置雙正交匹配追蹤門限；

S4、初始化參數(shù)，包括初始化殘差向量、索引矩陣、稀疏基矩陣、支撐集矩陣以及迭代次數(shù)；

S5、更新迭代次數(shù)；

S6、若迭代次數(shù)t＝1，則跳過步驟S6，直接進行步驟S7，若迭代次數(shù)t≠1，則對上一次迭代的稀疏基矩陣進行正交化操作，使已選原子與待選原子去相關；

S7、對正交化后的稀疏基矩陣的每一列進行歸一化操作；

S8、基于步驟S7得到的、歸一化后的稀疏基矩陣，計算元素索引；

S9、根據(jù)計算得到的元素索引，更新索引矩陣和支撐集矩陣；

S10、根據(jù)更新的支撐集矩陣，估計稀疏系數(shù)向量；

S11、根據(jù)稀疏系數(shù)向量，更新殘差向量；

S12、根據(jù)更新的殘差向量和雙正交匹配追蹤門限，判斷是否滿足收斂條件；若滿足條件，則停止迭代，否則返回步驟S5；

S13、輸出索引矩陣和稀疏系數(shù)向量。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于雙正交匹配追蹤的散射中心參數(shù)反演方法，其特征在于：

所述步驟S1中劃分散射中心模型位置參數(shù)網格時，已知目標的長度不大于L，雷達的分辨率為Δ_r，則目標的位置參數(shù)網格向量范圍為-L/2～L/2，網格間距為Δ_r，記為位置參數(shù)網格向量r＝-L/2:Δ_r:L/2，設r的維數(shù)為Q，r_q為r的第q個元素，q＝1,...,Q。

3.根據(jù)權利要求2所述的基于雙正交匹配追蹤的散射中心參數(shù)反演方法，其特征在于：

所述步驟S2中確定GTD模型稀疏表征時，一維GTD模型表達式為：

其中，S(k)為目標回波信號；k為波數(shù)；k_c為中心波數(shù)；m＝1,...,M，M為散射中心個數(shù)；A_m為第m個散射中心的復散射幅度系數(shù)；r_m為第m個散射中心的徑向位置坐標；α_m為類型參數(shù)，取值有5種：-1，-0.5，0，0.5，1；

一維GTD模型表達式改寫為稀疏表達形式，為：

S＝Φw

其中，S為回波信號列向量，S＝[S(k₁),S(k₂),…,S(k_P)]^T；S(k_p)為頻點k_p下的目標回波信號，k_p為k的離散值，p＝1,2,…P，P為頻域采樣點數(shù)；Φ為GTD模型的稀疏字典矩陣，Φ＝[φ(k₁),φ(k₂),…,φ(k_P)]^T，φ(k_p)是由稀疏原子構成的Q×5維列向量，q＝1,…,Q；α_i為類型參數(shù)的五種取值：-1，-0.5，0，0.5，1，i＝1,…,5；回波信號列向量S中的每個元素對應r_q與α_i的一種組合。

4.根據(jù)權利要求1所述的基于雙正交匹配追蹤的散射中心參數(shù)反演方法，其特征在于：

所述步驟S3中設置雙正交匹配追蹤門限時，表達式為：

a＝0.01*||S||₂

其中，||·||₂為向量2范數(shù)，S為GTD模型稀疏表征下得到的回波信號列向量。

5.根據(jù)權利要求3所述的基于雙正交匹配追蹤的散射中心參數(shù)反演方法，其特征在于：

所述步驟S4中初始化參數(shù)時，包括初始化殘差向量R⁽⁰⁾＝S，初始化索引矩陣初始化稀疏基矩陣Z⁽⁰⁾＝Φ，初始化支撐集矩陣Ω⁽⁰⁾＝[]，初始化迭代次數(shù)t＝0。