[發明專利]一種目標散射結構的旋轉域識別方法和裝置

有效

• 申請號: 202111072443.8
• 申請日: 2021-09-14
• 公開（公告）號: CN113740826B
• 公開（公告）日: 2023-10-17
• 發明（設計）人: 陳思偉;李郝亮;李銘典;王雪松
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

一種目標散射結構的旋轉域識別方法和裝置，目標極化散射矩陣繞極化雷達視線方向進行旋轉處理，計算目標的極化相關方向圖；同樣的，獲取各典型結構的兼顧極化測量誤差的旋轉極化散射矩陣及其對應的廣義極化相關方向圖；從目標極化散射矩陣對應的極化相關方向圖以及各典型結構的兼顧極化測量誤差的廣義極化相關方向圖中分別提取旋轉不變特征，構建目標特征矢量以及各典型結構的特征編碼矢量；將目標特征矢量和各典型結構的特征編碼矢量進行相似度度量，得到目標特征矢量對應的典型結構類型。本發明實現簡單方便，對于對地觀測、海面監視、減災防災等應用領域都有重要的參考價值。

技術領域

本發明涉及雷達極化信息處理技術領域，具體是一種目標散射結構的旋轉域識別方法和裝置。

背景技術

極化雷達通過收發一組極化狀態正交的電磁波，能夠獲得目標的極化信息，在目標散射機理解譯、特征參數反演、目標探測與識別等領域發揮著重要作用，已經成為對地觀測、防空反導、氣象探測、海面監測等諸多重要領域的主流傳感器，得到了廣泛應用。

極化雷達獲得的目標極化信息可以由極化散射矩陣進行表征。不同極化通道間的極化相關特征，敏感于目標姿態與雷達視線的相對幾何關系。對同一目標，當其相對于極化雷達視線的姿態不同時，其極化散射特性可能顯著不同。這種現象給雷達極化信息處理與應用造成諸多不便，是當前極化雷達目標極化散射機理精細解譯和定量應用面臨的技術瓶頸之一。將特定成像幾何條件下獲得的極化數據在繞雷達視線方向進行旋轉，將其擴展到極化旋轉域進行分析，有望挖掘目標隱含的極化信息并實現目標結構識別，成為提升目標散射機理解譯與應用性能的關鍵。因此，發展一種目標散射結構的旋轉域識別方法和裝置有重大價值。

發明內容

為精細解譯目標在繞雷達視線旋轉域中的散射特性，本發明提供一種目標散射結構的旋轉域識別方法和裝置。本發明將極化相關特征在極化旋轉域進行可視化處理和參數化刻畫，可由此提取極化旋轉域特征并有效區分雷達目標，可適用于多種用途(如對空監視、對地觀測、氣象探測、海面監視等)的極化雷達系統，并在空中目標分類識別、地物類別鑒別、損毀評估等領域具有應用價值。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種目標散射結構的旋轉域識別方法，包括：

極化雷達獲得的目標極化散射矩陣繞極化雷達視線方向進行旋轉處理，計算目標旋轉極化散射矩陣及其對應的極化相關方向圖；

基于每個典型結構的理想極化散射矩陣，計算各典型結構的兼顧極化測量誤差的極化散射矩陣，并將其繞極化雷達視線方向進行旋轉處理，計算各典型結構的兼顧極化測量誤差的旋轉極化散射矩陣及其對應的廣義極化相關方向圖；

從目標極化散射矩陣對應的極化相關方向圖以及各典型結構的兼顧極化測量誤差的廣義極化相關方向圖中分別提取旋轉不變特征，構建目標特征矢量以及各典型結構的特征編碼矢量；

將目標特征矢量和各典型結構的特征編碼矢量進行相似度度量，得到目標特征矢量對應的典型結構類型。

另一方面，本發明提供一種目標散射結構的旋轉域識別裝置，包括：

第一計算模塊，用于將極化雷達獲得的目標極化散射矩陣繞極化雷達視線方向進行旋轉處理，計算目標旋轉極化散射矩陣及其對應的極化相關方向圖；

第二計算模塊，用于基于每個典型結構的理想極化散射矩陣，計算各典型結構的兼顧極化測量誤差的極化散射矩陣，并將其繞極化雷達視線方向進行旋轉處理，計算各典型結構的兼顧極化測量誤差的旋轉極化散射矩陣及其對應的廣義極化相關方向圖；

特征矢量構建模塊，用于從目標極化散射矩陣對應的極化相關方向圖以及各典型結構的兼顧極化測量誤差的廣義極化相關方向圖中分別提取旋轉不變特征，構建目標特征矢量以及各典型結構的特征編碼矢量；