[發明專利]一種基于單脈沖激光回波分解的空間目標尺度反演方法

有效

• 申請號: 202110304581.8
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN112698340B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 徐世龍;胡以華;石亮;董驍;方佳節;張鑫源;侯阿慧
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G01S17/02
• 分類號: G01S17/02;G01S7/48
• 代理公司: 中國和平利用軍工技術協會專利中心 11215
• 代理人: 劉光德

1.一種基于單脈沖激光回波分解的空間目標尺度反演方法，其特征在于，該反演方法包括以下三個步驟：

步驟1，利用脈沖激光照射目標區域，對目標反射的激光回波進行偏正態分解，得到若干目標子回波；還包括以下子步驟：

步驟1.1，利用脈沖激光照射目標區域并接收目標回波，調整光源角度直到回波強度最大時認為激光光斑中心與目標區域中心對準；

步驟1.2，對回波進行偏正態分解，分別得到目標區域中心衛星本體和太陽翼的子回波；

步驟2，計算各個子回波的偏度和峰度值；

步驟3，利用所述子回波的偏度和峰度值對其所代表的目標區域的特定目標部位進行尺度反演。

2.如權利要求1所述的反演方法，其特征在于，所述的目標區域為衛星本體和與衛星本體連接的太陽翼。

3.如權利要求1所述的反演方法，其特征在于，所述步驟1.2的回波分解過程包括：回波降噪與噪聲估計、參數初始化和參數優化；

選取偏正態分布作為波形分解的基函數，其需要初始化的參數包括：式幅值、半峰全寬、偏態系數以及均值時刻；

采用層層剝離法進行初始參數獲取；

回波降噪以及參數優化則選用小波濾波方法和全局收斂LM算法進行參數優化，最終得到一系列偏正態子回波的參數集合來描述分解后的子回波。

4.如權利要求3所述的反演方法，其特征在于，所述的小波濾波包括：

（1）對原始信號進行小波變換，得到一組小波分解系數；

（2）通過對小波分解系數進行閾值處理，得到估計小波系數；

（3）通過小波逆變換將所述小波系數重構出濾波處理后的波形信號。

5.如權利要求3所述的反演方法，其特征在于，所述的全局收斂LM算法是一種非線性最小二乘擬合算法。

6.如權利要求1所述的反演方法，其特征在于，所述的步驟2包括：將偏度和峰度分別用兩個多變量函數描述如下：

Sk=f(a,b,x1,y1,θ)，

Ku=g(a,b,x1,y1,θ)，

其中，光束中心在坐標原點，光束沿z軸向下照射，矩形目標的幾何中心坐標為(x1,y1)，目標長寬分別以a和b表示，θ表示ab構成平面相對y軸旋轉的角度。

7.如權利要求1所述的反演方法，其特征在于，所述的步驟3包括以下子步驟：

步驟3.1，通過波形分解得到的衛星本體子波形確定該本體波形偏度Sk和峰度Ku的值，明確衛星本體尺寸待求變量的可能取值范圍；

步驟3.2， 以本體尺寸(a₀，b₀)為變量，根據計算得到的偏度值，利用Sk=f(a₀,b₀,0,0,0)描述的二維曲面確定一條與(a₀，b₀)相關的等值線；根據給出的峰度值，結合Ku=g(a₀,b₀,0,0,0)描述的二維曲面確定另外一條與 (a₀，b₀)相關的等值線；

步驟3.3，上述兩條等值線的交點坐標即為待求變量取值，若交點不唯一，則取落在取值范圍內的交點作為結果輸出，求得本體尺寸(a₀，b₀)。