[發(fā)明專利]一種雙基地ISAR稀疏孔徑機(jī)動(dòng)目標(biāo)成像方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210475635.1
• 申請(qǐng)日: 2022-04-29
• 公開（公告）號(hào): CN114910906A
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡文華;薛東方;朱瀚神;郭寶鋒;曾慧燕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍陸軍工程大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S13/90
• 分類號(hào): G01S13/90
• 代理公司: 北京八月瓜知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11543
• 代理人: 陳贏

1.一種雙基地ISAR稀疏孔徑機(jī)動(dòng)目標(biāo)成像方法，其特征在于，包括以下步驟：

通過獲取的待測(cè)目標(biāo)的基頻回波脈沖進(jìn)行壓縮，獲取距離頻域-方位時(shí)間域信號(hào)；根據(jù)距離頻域-方位時(shí)間域信號(hào)，建立含平動(dòng)誤差項(xiàng)的Bi-ISAR稀疏孔徑機(jī)動(dòng)目標(biāo)回波信號(hào)模型；建立相位補(bǔ)償項(xiàng)，并利用2D-JLBI算法重構(gòu)圖像，并基于IC搜索最優(yōu)圖像對(duì)應(yīng)的平動(dòng)軌跡參數(shù)更新相位補(bǔ)償項(xiàng)，基于設(shè)定收斂條件，求解模型獲得并輸出目標(biāo)重構(gòu)圖像。

2.如權(quán)利要求1所述的雙基地ISAR稀疏孔徑機(jī)動(dòng)目標(biāo)成像方法，其特征在于，所述利用2D-JLBI算法重構(gòu)圖像，并基于IC搜索最優(yōu)圖像對(duì)應(yīng)的平動(dòng)軌跡參數(shù)更新相位補(bǔ)償項(xiàng)，基于設(shè)定收斂條件，求解模型獲得并輸出目標(biāo)重構(gòu)圖像具體包括實(shí)現(xiàn)步驟：

A11、基于Bi-ISAR稀疏孔徑機(jī)動(dòng)目標(biāo)回波信號(hào)模型，根據(jù)設(shè)置搜索范圍θ與步長(zhǎng)α，初始化對(duì)比度矩陣，以初值a₀為中心，確定搜索起始點(diǎn)

A12、重構(gòu)成像場(chǎng)景；

A13、計(jì)算成像場(chǎng)景的對(duì)比度，并與上次計(jì)算的成像場(chǎng)景的對(duì)比度進(jìn)行比較，若對(duì)比度值更大，則將對(duì)應(yīng)的對(duì)比度值及成像場(chǎng)景儲(chǔ)存至矩陣中；

同時(shí)更新搜索點(diǎn)，令判斷此時(shí)是否超出搜索范圍，若沒有則跳轉(zhuǎn)至步驟A12；若超出，則結(jié)束循環(huán)并跳轉(zhuǎn)至步驟A14；

A14、根據(jù)設(shè)置的最大迭代次數(shù)，判斷算法是否收斂，若不收斂，則令成像場(chǎng)景的對(duì)比度最大值對(duì)應(yīng)的平動(dòng)軌跡參數(shù)跳轉(zhuǎn)至步驟A12；若收斂，跳轉(zhuǎn)至步驟A15；

A15、確定矩陣中最大對(duì)比度值，確定輸出其對(duì)應(yīng)的平動(dòng)軌跡參數(shù)與所對(duì)應(yīng)的圖像

3.如權(quán)利要求1所述的雙基地ISAR稀疏孔徑機(jī)動(dòng)目標(biāo)成像方法，其特征在于，所述圖像對(duì)比度為圖像幅度的標(biāo)準(zhǔn)偏差和平均值的比值，具體計(jì)算為：

其中，是圖像復(fù)幅度，A(·)是取均值操作。

4.如權(quán)利要求1所述的雙基地ISAR稀疏孔徑機(jī)動(dòng)目標(biāo)成像方法，其特征在于，所述Bi-ISAR稀疏孔徑機(jī)動(dòng)目標(biāo)回波信號(hào)模型可以用矩陣的形式表達(dá)為：

S＝E⊙(AXB)+N_o (9)

Matrix E:

Matrix A:

Matrix B:

其中，⊙表示Hadamard乘積，S∈C^N×R表示距離頻域-方位時(shí)間域的回波信號(hào)矩陣；E∈C^N×R表示目標(biāo)存在的平動(dòng)分量對(duì)于回波造成的包絡(luò)走動(dòng)和相位偏移，A∈C^N×M表示方位維對(duì)應(yīng)的含參數(shù)γ的匹配傅里葉變換矩陣；B∈C^R×R表示距離維對(duì)應(yīng)的傅里葉變換矩陣；X∈C^M×R表示離散化的成像場(chǎng)景；N_o∈C^N×R表示觀測(cè)噪聲；N，M，R分別表示方位向采樣脈沖數(shù)，場(chǎng)景方位向單元數(shù)和回波距離維采樣數(shù)；

表示目標(biāo)平動(dòng)分量對(duì)回波包絡(luò)造成的影響；

R_k(t_m)表示第k散射點(diǎn)在慢時(shí)間t_m時(shí)刻距離收發(fā)雙站的距離總和；

c為電磁波傳播速度；

f_c為載頻，f_r＝f_s/N為距離采樣頻率，f_s是采樣率，N為采樣點(diǎn)數(shù)；

y_q為將場(chǎng)景離散化后距離維成像單元，y_k表示示第k個(gè)散射點(diǎn)。

5.如權(quán)利要求4所述的雙基地ISAR稀疏孔徑機(jī)動(dòng)目標(biāo)成像方法，其特征在于，基于二次多項(xiàng)式擬合目標(biāo)沿雙基地雷達(dá)基線方向的運(yùn)動(dòng)軌跡，結(jié)合Bi-ISAR成像場(chǎng)景的稀疏性，Bi-ISAR目標(biāo)的平動(dòng)誤差校正問題等價(jià)于求解如下所示的優(yōu)化問題，即以場(chǎng)景最稀疏為條件建立優(yōu)化模型：

式中，||·||_F表示矩陣的Frobenius范數(shù)，||·||₁表示矩陣的l₁范數(shù)，a為運(yùn)動(dòng)軌跡擬合多項(xiàng)式系數(shù)所組成的向量，λ表示稀疏項(xiàng)的正則化參數(shù)，用于控制估計(jì)精度。