申请/专利权人：西安电子科技大学

申请日：2021-07-29

公开（公告）日：2024-05-17

公开（公告）号：CN113671492B

主分类号：G01S13/89

分类号：G01S13/89

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.17#授权;2022.04.15#实质审查的生效;2021.11.19#公开

摘要：本发明属于机动平台前视成像领域，公开一种面向机动平台前视成像的SAMP重构方法，包括以下步骤：获取基带回波信号，并对其进行距离向匹配滤波处理，对距离向匹配滤波信号依次进行直线轨迹逼近、包络去斜、距离向逆傅里叶变换处理，得到预处理后的回波信号，建立过完备字典矩阵，采用改进的SAMP算法完成机动平台的前视成像；该方法通过对单基扫描前视成像模型的公式推导，将机动平台前视成像回波录取过程等效成一种线性求逆问题模型，随后针对机动平台所特有的存在大俯冲角与三维加速度的问题，生成一种能够准确描述目标场景的改进型字典矩阵，最后利用SAMP方法反演出前视场景内各点目标的后向散射系数，实现在机动平台上的前视成像。

主权项：1.一种面向机动平台前视成像的SAMP重构方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，结合笛卡尔坐标系建立面向机动平台的单基前视扫描成像模型；步骤2，利用搭载于机动平台的单基前视扫描成像系统发射线性调频脉冲信号，并接收正前方目标区域后向散射形成的回波信号；雷达接收机对回波信号进行解调处理，生成解调后的基带回波信号sstr,ta；其中，tr为距离向快时间变量、ta为方位向慢时间变量；步骤3，对所述解调后的基带回波信号sstr,ta执行距离向匹配滤波处理，得到距离向匹配滤波信号SsPCfr,ta；其中，表示距离向频域变量，fs表示采样率；步骤4，对所述距离向匹配滤波信号SsPCfr,ta依次进行直线轨迹逼近、包络去斜、距离向逆傅里叶变换处理，得到预处理后的回波信号sspretr,ta；步骤5，根据所述面向机动平台的单基前视扫描成像模型，计算机动平台在任意时刻所经历的瞬时多普勒fdc；根据所述瞬时多普勒fdc得到面向机动平台前视成像处理的过完备字典矩阵M；步骤6，设定初始迭代步长N，执行基于SAMP的改进型稀疏重构算法，针对前视成像处理所特有的残差无法下降到零的问题，采用门限判决、均值滤波和方差滤波多种方式相融合的改进型方法进行迭代终止条件的判决，最终得到机动平台前视成像场景重构结果；所述步骤6具体为：逐距离门向贪婪追踪网络中输入回波切片s、过完备字典矩阵M以及迭代步长N，其中，回波切片s为预处理后的回波信号sspretr,ta中的每一行数据，具体包含以下子步骤：子步骤6.1，初始化信号残差r0为s，列空间索引集合为空集迭代步长L＝N，循环变量loop＝1；子步骤6.2，计算过完备字典矩阵M与信号残差r0的内积空间，搜索内积空间中L个最大值，并将这些值对应的索引记为列序号集合；子步骤6.3，计算列空间索引集合与列序号集合的并集，并取出在该集合索引下字典矩阵M的列子空间M1；子步骤6.4，计算线性求逆问题s＝M1θloop的最小二乘解，记为其中，θloop为贪婪追踪网络的输出值，为θloop的估计值，表示使后面方程达到最小值时的θloop，||·||表示2-范数；上标T表示矩阵转置，上标-1表示矩阵求逆；子步骤6.5，在中选取模值最大的L项，对应将列子空间中的L列标记为AL；子步骤6.6，计算信号残差子步骤6.7，执行迭代终止条件判决：1对信号残差执行均值滤波处理和方差滤波处理，并做门限判决，如果残差本身、均值滤波结果或方差滤波结果其中之一超过所设门限，则终止迭代，进入子步骤6.8；2如果残差的2-范数出现异常升高，即||r||2≥||rloop-1||2，则更新步长L＝L+N，并返回子步骤6.2执行新一轮迭代计算；3若上述判决均不满足，则将列空间索引集合更新为AL对应的列序号、将残差更新为rloop＝r、将循环变量更新为loop＝loop+1，最终，若循环次数loop超过过完备字典矩阵M的列数，则终止迭代并进入子步骤6.8，否则返回子步骤6.2执行新一轮迭代运算；子步骤6.8，生成当前距离门场景重构结果其中由两部分构成：1在列空间索引集合处，稀疏重构结果为迭代终止前更新的2其他索引处数值为零；子步骤6.9，遍历预处理后的回波信号sspretr,ta中的所有距离门，分别执行子步骤6.1～子步骤6.8，实现正前方区域的全部稀疏重构，完成高机动平台单基扫描前视成像，得到前视成像结果。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 西安电子科技大学 一种面向机动平台前视成像的SAMP重构方法

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