空间目标姿态反演方法、装置、计算设备及存储介质.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CN113670253A(43)申请公布日2021.11.19(21)申请号202110979155.4(22)申请日2021.08.25(71)申请人北京环境特性研究所地址100854北京市海淀区永定路50号(72)发明人冯雪健霍超颖邓浩川韦笑殷红成(74)专利代理机构北京格允知识产权代理有限公司11609代理人王文雅(51)Int.Cl.G01C1/00(2006.01)G01S13/90(2006.01)G06T7/13(2017.01)G06T7/12(2017.01)G06N3/00(2006.01)权利要求书3页说明书12页附图3页(54)发明名称空间目标姿态反演方法、装置、计算设备及存储介质(57)摘要本发明提供了一种空间目标姿态反演方法、装置、计算设备及存储介质，其中方法包括：获取空间目标对应ISAR图像的主轴向量；生成粒子群中每一个粒子分别对应的参数向量；参数向量为预设姿态角参数构成的向量；针对每一个粒子，计算该粒子对应的参数向量在ISAR成像平面上的二维投影向量；并根据该粒子的二维投影向量和主轴向量，构建该粒子的代价函数；根据粒子群优化算法以及每一个粒子的代价函数，对每一个粒子的参数向量进行循环更新，直到达到预先设定的循环跳出条件时，结束循环更新；根据粒子群每一个粒子当前更新后的参数向量，确定空间目标的姿态角。本方案，能够通过简单的计算过程即可实现空间目标姿态的快速反演。CN113670253ACN113670253A权利要求书1/3页1.一种空间目标姿态反演方法，其特征在于，包括：获取空间目标对应ISAR图像的主轴向量；生成粒子群中每一个粒子分别对应的参数向量；所述参数向量为预设姿态角参数构成的向量；针对每一个粒子，计算该粒子对应的参数向量在ISAR成像平面上的二维投影向量；并根据该粒子的二维投影向量和所述主轴向量，构建该粒子的代价函数；根据粒子群优化算法以及每一个粒子的代价函数，对每一个粒子的参数向量进行循环更新，直到达到预先设定的循环跳出条件时，结束所述循环更新；根据所述粒子群每一个粒子当前更新后的参数向量，确定所述空间目标的姿态角。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成粒子群中每一个粒子分别对应的参数向量，包括：确定预设姿态角参数中方位角对应的变化范围和俯仰角对应的变化范围；针对每一个粒子生成对应的随机值；针对每一个粒子，根据所述方位角对应的变化范围及该粒子对应的随机值计算得到该粒子对应方位角的初始值，以及根据所述俯仰角对应的变化范围以及该粒子对应的随机值计算得到该粒子对应俯仰角的初始值。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算该粒子对应的参数向量在ISAR成像平面上的二维投影向量，包括：获取由轨道坐标系转换为地心固定坐标系的第一转换矩阵；获取由地心固定坐标系转换为雷达北天东坐标系的第二转换矩阵；获取由雷达北天东坐标系转换为雷达测量坐标系的第三转换矩阵；确定所述空间目标的主轴长度；根据所述第一转换矩阵、所述第二转换矩阵、所述第三转换矩阵、所述主轴长度和该粒子对应的参数向量，计算得到该粒子的二维投影向量。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述计算得到该粒子的二维投影向量，包括：利用如下公式计算该粒子的二维投影向量：其中，ROC为由轨道坐标系转换为雷达测量坐标系的转换矩阵，ROD为所述第一转换矩阵，RDR为所述第二转换矩阵，RRC为所述第三转换矩阵，ROC(11)、ROC(12)、ROC(13)、ROC(21)、ROC(22)、ROC(23)、ROC(31)、ROC(32)、ROC(33)分别为所述第一转换矩阵、所述第二转换矩阵和所述第三转换矩阵相乘后对应的矩阵参数值，l为所述主轴长度，α、β分别为该粒子对应参数向量中的俯仰角、方位角，为该粒子的二维投影向量。2CN113670253A权利要求书2/3页5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据该粒子的二维投影向量和所述主轴向量，构建该粒子的代价函数，包括：第i个粒子的代价函数如下：其中，Costi为第i个粒子的代价函数值，Ki为第i个粒子的二维投影向量，K0n为所述空间目标对应N个ISAR图像中第n个ISAR图像的主轴向量；N个ISAR图像为所述空间目标在相邻时刻的图像，N为正整数。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对每一个粒子的参数向量进行循环更新，包括：针对每一个粒子的参数向量均按照如下公式进行循环更新：pop_v(i，：)＝ω·pop_v(i，：)+c1·rand1·(pbest(i，：)‑pop(i，：))+c2·rand2·(gbest(：)‑pop(i，：))pop(i，：)＝pop(i，：)+pop_v(i，：)其中