基于多散射点模型的高分辨一维成像方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114252876A(43)申请公布日2022.03.29(21)申请号202111526732.0(22)申请日2021.12.14(71)申请人南京理工大学地址210094江苏省南京市孝陵卫200号(72)发明人庄志洪庄玉玲王宏波常多俞雷(74)专利代理机构南京理工大学专利中心32203代理人马鲁晋(51)Int.Cl.G01S13/89(2006.01)权利要求书3页说明书5页附图4页(54)发明名称基于多散射点模型的高分辨一维成像方法(57)摘要本发明公开一种基于多散射点模型的高分辨一维成像方法，成像精度高。本发明方法包括：(10)雷达参数获取：获取雷达参数，包括脉冲串长度、步进初始频率、脉冲重复周期、脉冲宽度、频率步进间隔和初始相位；(20)多散射点目标模型建立：根据目标三维几何模型，得到目标面元模型，计算各距离单元内可见面元的雷达散射截面积，并将其按距离单元进行矢量合成，得到不同距离单元内各散射点的雷达散射截面积和空间坐标，改变交会条件，计算不同交会条件下各距离单元内的散射点参数，并对散射点参数进行统计处理，得到目标的多散射点模型；(30)高分辨一维成像：结合所述多散射点目标模型和雷达参数，得到目标一维距离像。CN114252876ACN114252876A权利要求书1/3页1.一种基于多散射点模型的高分辨一维成像方法，其特征在于，包括如下步骤：(10)雷达参数获取：获取雷达参数，包括脉冲串长度、步进初始频率、脉冲重复周期、脉冲宽度、频率步进间隔和初始相位；(20)多散射点目标模型建立：根据目标三维几何模型，得到目标面元模型，计算各距离单元内可见面元的雷达散射截面积，并将其按距离单元进行矢量合成，得到不同距离单元内各散射点的雷达散射截面积和空间坐标，改变交会条件，计算不同交会条件下各距离单元内的散射点参数，并对散射点参数进行统计处理，得到目标的多散射点模型；(30)高分辨一维成像：结合所述多散射点目标模型和雷达参数，得到目标一维距离像。2.根据权利要求1所述的高分辨一维成像方法，其特征在于，所述(20)多散射点目标模型建立步骤包括：(21)提取目标面元模型：根据目标三维几何模型，获取目标各三角面元在目标坐标系下的顶点坐标和外法向量，并进行可见面判断；(22)按照距离单元进行面元划分：将目标面元模型按照距离单元进行面元划分；(23)散射点参数计算：计算各距离单元内可见面元的雷达散射截面积，并将其按距离单元进行矢量合成，得到不同距离单元内各散射点的雷达散射截面积和空间坐标；(24)多散射点模型参数计算：改变交会条件，计算不同交会条件下各距离单元内的散射点参数，并对散射点参数进行统计处理，得到目标的多散射点模型。3.根据权利要求2所述的高分辨一维成像方法，其特征在于，所述(21)提取目标面元模型步骤包括：(211)构建基于块的目标面元模型：目标面元模型由块结构组成，单个块结构中包含数据头和数据主体，数据头中包含块的含义和块的长度，数据主体中包含具体的数据内容；数据内容依据目标的三维几何模型，存放各三角面元在目标坐标系下的顶点坐标(xmt，ymt，zmt)(m＝1，2，3)和外法向量(xn，yn，zn)；(212)判读面元是否可见：在目标坐标系中读出目标面元的外法向、入射波方向矢量和接收方向矢量对任意的三角面元S，计算外法向与入射波方向矢量的内积，计算外法向与接收方向矢量的内积；当时，面元S能够被入射波照射到，当时，面元S能够被接收机探测到；只有同时满足和的面元才是探测区内可见面元。4.根据权利要求3所述的高分辨一维成像方法，其特征在于，所述(22)按照距离单元进行面元划分步骤包括：(221)距离单元设定：dr为步进频率雷达信号的距离分辨率，也可以称为一个距离分辨单元，其表达式为：式中：B为信号带宽，C为光速，N为脉冲串长度，Δf为频率步进间隔；通过距离单元的设定将目标被分为了M个距离单元，每个距离单元包含该距离单元里所有的可见面元；2CN114252876A权利要求书2/3页(222)距离交界设定：可见面元处于两个距离单元时，选取该可见面元中心点所处在距离单元作为选取的距离单元，如果中心点位于交界线上再判断该可见面元中三个顶点中两个顶点同处距离单元作为选取的距离单元。5.根据权利要求4所述的高分辨一维成像方法，其特征在于，所述(23)散射点参数计算步骤包括：(231)可见面元雷达散射截面积计算：对任意物体表面的感应电流进行了物理光学近似，当知道目标表面的感应电流后，就可以计算目标的远区散射场强度，远区散射场的限定条件如下：式中R为目标与引信之间的距离，λ为发射信号波长，D为目标最大线性尺寸；计算单个面元的雷达散射截面积简称RCS，其表达式为：式