一种提取三面角结构尺寸参数的方法技术

本发明专利技术涉及一种提取三面角结构尺寸参数的方法，包括：根据目标在多角度下的扫频数据，获得目标的一维距离像历程图；针对任一俯仰视向角，根据三面角结构的三维位置确定其在所述俯仰视向角下雷达视线上的变化轨迹；根据所述变化轨迹，从一维距离像历程图中提取三面角结构在所述俯仰视向角下的RCS变化曲线；根据三面角结构在多个俯仰视向角下的RCS变化曲线确定三面角结构的空间RCS分布图；依据三面角结构的空间RCS分布图确定三面角结构的参数信息。本发明专利技术能够提高复杂目标中三面角结构尺寸参数提取的准确性和精确性。

A Method for Extracting Dimension Parameters of Trihedral Angle Structure

The invention relates to a method for extracting dimension parameters of trihedral angle structure, which includes: obtaining one-dimensional range profile histogram of target according to sweep frequency data of target in multi-angle; determining the change trajectory of trihedral angle structure in the radar line of sight under the three-dimensional position of the trihedral angle structure for any elevation direction; and according to the change trajectory, obtaining one-dimensional range profile history from the change trajectory. The RCS variation curve of trihedral angle structure under the elevation angle is extracted from the graph; the spatial RCS distribution map of trihedral angle structure is determined according to the RCS variation curve of trihedral angle structure under multiple elevation angles; and the parameter information of trihedral angle structure is determined according to the spatial RCS distribution map of trihedral angle structure. The invention can improve the accuracy and accuracy of dimension parameter extraction of trihedral angle structure in complex targets.

【技术实现步骤摘要】
一种提取三面角结构尺寸参数的方法
本专利技术涉及雷达目标特性
，尤其涉及一种提取三面角结构尺寸参数的方法。
技术介绍
光学区雷达目标的电磁散射表现为目标某些局部位置上电磁散射的合成，这些局部性的散射源表现出不同的散射机理。散射机理通常与特定的散射结构相关，包括三面角、二面角、顶帽、球、平板等，针对这些散射结构，可以建立相应的参数化模型。这种基于电磁散射机理的参数化模型可用于从复杂目标的散射信号中提取特定散射结构的尺寸参数。典型散射结构尺寸信息的提取方法尚处于起步阶段，目前国内外已提出了若干参数化模型及参数提取算法，但由于复杂目标中的多散射结构之间存在几何遮挡效应，以及特定角度下散射源在距离像中的位置相互重叠等问题，其三面角结构参数的提取更为困难，进而影响参数提取的准确性。因此，现有技术中需要一种能够解决由于光学区雷达目标的散射结构复杂而导致复杂目标中散射结构尺寸信息提取的准确性差的问题的解决方案。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种提取三面角结构尺寸参数的方法，能够提高复杂目标中三面角结构尺寸参数提取的准确性和精确性。根据本专利技术的提取三面角结构尺寸参数的方法，包括：根据目标在多角度下的扫频数据，获得目标的一维距离像历程图；针对任一俯仰视向角，根据三面角结构的三维位置确定其在所述俯仰视向角下雷达视线上的变化轨迹；根据所述变化轨迹，从一维距离像历程图中提取三面角结构在所述俯仰视向角下的RCS变化曲线；根据三面角结构在多个俯仰视向角下的RCS变化曲线确定三面角结构的空间RCS分布图；依据三面角结构的空间RCS分布图确定三面角结构的参数信息。可选地，三面角结构在雷达视线上的变化轨迹为：R(θ,φ)＝x(φ)sinθcosφ+y(φ)sinθsinφ+z(φ)cosθ，式中，θ、φ分别为雷达视线在目标本体坐标系中的俯仰视向角和方位视向角，(x,y,z)是散射中心在目标本体坐标系中的坐标，R(θ,φ)为三面角结构在雷达视线上的投影距离。可选地，根据所述变化轨迹，从一维距离像历程图中提取三面角结构在所述俯仰视向角下的RCS变化曲线，包括：从一维距离像历程图中提取与所述变化轨迹重合的曲线，以所述曲线作为三面角结构在所述入射角下的RCS变化曲线。可选地，根据三面角结构在多个俯仰视向角下的RCS变化曲线确定三面角结构的空间RCS分布图之前，还包括：对所述RCS变化曲线做平滑处理。可选地，依据三面角结构的空间RCS分布图确定三面角结构的参数信息，包括：根据三面角结构的参数化模型确定三面角结构在预设俯仰视向角和方位视向角下的RCS强度值与三面角结构的参数之间的第一关系式；依据所述空间RCS分布图确定三面角结构在所述预设俯仰视向角和方位视向角下的RCS强度值；根据第一关系式以及三面角结构在所述预设俯仰视向角和方位视向角下的RCS强度值，确定三面角结构的参数信息；其中，所述参数化模型是指三面角结构的RCS强度值与俯仰视向角、方位视向角和其参数之间的关联关系式。可选地，所述参数化模型为：，式中，S为电压，表征RCS强度值的大小，且RCS强度值为20·lg(S)；j为复数单位；k为波数；a为三面角结构的直角边长，θ为俯仰视向角，φ为方位视向角；min{x,y}为比较函数，即取x,y中较小者；可选地，依据三面角结构的空间RCS分布图确定三面角结构的参数信息，包括：根据三面角结构的参数化模型确定三面角结构在预设俯仰视向角和45°方位视向角下的RCS强度值与三面角结构的参数之间的第二关系式；依据所述空间RCS分布图确定三面角结构在所述预设俯仰视向角和45°方位视向角下的RCS强度值；根据第二关系式以及三面角结构在所述预设俯仰视向角和45°方位视向角下的RCS强度值，确定三面角结构的参数信息；其中，第二关系式为：可选地，依据三面角结构的空间RCS分布图确定三面角结构的参数信息，包括：根据三面角结构的参数化模型确定三面角结构在仰视向角为方位视向角为45°时的RCS强度值Smax与三面角结构的参数之间的第三关系式；依据所述空间RCS分布图确定三面角结构在仰视向角为方位视向角为45°下的RCS强度值Smax；根据第三关系式以及三面角结构在仰视向角为方位视向角为45°下的RCS强度值Smax，确定三面角结构的参数信息；其中，第三关系式为：可选地，方位视向角为0～360°。本专利技术的上述技术方案具有如下优点：本专利技术无须要求目标是单独一个三面角结构的条件，能够适用于一般复杂目标中的三面角结构，且能够提高复杂目标中三面角结构尺寸参数提取的准确性和精确性。附图说明图1是示出根据本专利技术的提取三面角结构尺寸参数的方法示意图；图2是示出根据本专利技术的复杂目标结构示意图；图3是示出根据本专利技术的三面角结构的示意图；图4是根据本专利技术的三面角结构在70°俯仰视向角下的一维距离像历程图；图5是根据本专利技术的三面角结构的一维信息对比图；图6是根据本专利技术的三面角结构在70°俯仰视向角下的RCS变化曲线；图7是根据本专利技术的三面角结构在70°俯仰视向角下平滑后的RCS变化曲线；图8是根据本专利技术的三面角结构在70°俯仰视向角下的RCS空间分布图；图9是根据本专利技术的复杂目标中三面角结构的尺寸参数提取方法反演出的直角边长示意图。图中：1：顶帽结构；2：三角面结构；3：圆柱结构；4：二面角结构；downrange代表二维像在雷达射线方向的距离。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。目前，三面角结构的尺寸参数提取算法存在以下不足：由于复杂目标中的多散射结构之间存在几何遮挡效应，以及特定角度下散射源在距离像中的位置相互重叠等问题，其尺寸参数的提取更为困难，进而影响尺寸参数提取的准确性。针对现有技术中的缺陷，本专利技术旨在提出一种准确提取三面角结构的尺寸参数的方法。需要说明的是，本专利技术的方法既能适用于仅含有一个或多个三面角结构的目标，也能够适用于复杂目标。图2是示出根据本专利技术的复杂目标结构示意图，如图2所示，该复杂目标中包含若干典型散射结构：顶帽结构1、三角面结构2、圆柱结构3和二面角结构4。图3是示出根据本专利技术的三面角结构的示意图。图1是示出根据本专利技术的提取三面角结构尺寸参数的方法示意图。如图1所示，提取三面角结构尺寸参数的方法包括：步骤S101、步骤S102、步骤S103和步骤S104。步骤S101、根据目标在多角度下的扫频数据，获得目标的一维距离像历程图。获取目标的扫频数据，选取某一俯仰视向角下的数据，对其进行傅里叶变换，得到该俯仰视向角下的一维距离像历程图。以70°俯仰视向角为例，首先获取目标在70°俯仰视向角下的扫频数据，根据该扫频数据获取三面角结构在70°俯仰视向角下的一维距离像历程图，参见图4。步骤S102、针对任一俯仰视向角，根据三面角结构的三维位置确定其在所述俯仰视向角下雷达视线上的变化轨迹；根据所述变化轨迹，从一维距离像历程图中提取三面角结构在所述俯仰视向角下的RCS(Rada本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提取三面角结构尺寸参数的方法，其特征在于，包括：根据目标在多角度下的扫频数据，获得目标的一维距离像历程图；针对任一俯仰视向角，根据三面角结构的三维位置确定其在所述俯仰视向角下雷达视线上的变化轨迹；根据所述变化轨迹，从一维距离像历程图中提取三面角结构在所述俯仰视向角下的RCS变化曲线；根据三面角结构在多个俯仰视向角下的RCS变化曲线确定三面角结构的空间RCS分布图；依据三面角结构的空间RCS分布图确定三面角结构的参数信息。

【技术特征摘要】
1.一种提取三面角结构尺寸参数的方法，其特征在于，包括：根据目标在多角度下的扫频数据，获得目标的一维距离像历程图；针对任一俯仰视向角，根据三面角结构的三维位置确定其在所述俯仰视向角下雷达视线上的变化轨迹；根据所述变化轨迹，从一维距离像历程图中提取三面角结构在所述俯仰视向角下的RCS变化曲线；根据三面角结构在多个俯仰视向角下的RCS变化曲线确定三面角结构的空间RCS分布图；依据三面角结构的空间RCS分布图确定三面角结构的参数信息。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，三面角结构在雷达视线上的变化轨迹为：R(θ,φ)＝x(φ)sinθcosφ+y(φ)sinθsinφ+z(φ)cosθ，式中，θ、φ分别为雷达视线在目标本体坐标系中的俯仰视向角和方位视向角，(x,y,z)是散射中心在目标本体坐标系中的坐标，R(θ,φ)为三面角结构在雷达视线上的投影距离。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述变化轨迹，从一维距离像历程图中提取三面角结构在所述俯仰视向角下的RCS变化曲线，包括：从一维距离像历程图中提取与所述变化轨迹重合的曲线，以所述曲线作为三面角结构在所述入射角下的RCS变化曲线。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据三面角结构在多个俯仰视向角下的RCS变化曲线确定三面角结构的空间RCS分布图之前，还包括：对所述RCS变化曲线做平滑处理。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，依据三面角结构的空间RCS分布图确定三面角结构的参数信息，包括：根据三面角结构的参数化模型确定三面角结构在预设俯仰视向角和方位视向角下的RCS强度值与三面角结构的参数之间的第一关系式；依据所述空间RCS分布图确定三面角结构在所述预设俯仰视向角和方位视向角下的...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔闪，李胜，闫华，
申请(专利权)人：北京环境特性研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11