【技术实现步骤摘要】
基于压缩感知的二维SAR稀疏目标成像方法
本专利技术属于雷达成像领域,特别涉及一种稀疏场景的SAR成像方法,可应用于稀疏目标的侦测。
技术介绍
合成孔径雷达SAR是一种全天时全天候的高分辨率体制雷达,广泛应用于军事,农业,导航,地理监视等诸多领域。它接收目标反射的回波并通过成像算法对回波进行相干处理来获取目标的散射系数的分布。传统的成像算法是通过对回波的方位向和距离向进行匹配滤波处理来获取观测场景的图像。传统的成像算法以奈奎斯特采样为基础,需要大量的数据,这对于数据的存储,传输和处理造成了很大的困难。而且传统的成像算法得到的图像旁瓣较高,分辨率较低,限制了后续对目标的检测和识别。下面给出两种传统的成像算法。 距离多普勒RD成像方法。这个方法首先对原始回波数据进行距离向匹配滤波,再将匹配滤波后的数据变换到距离多普勒域,通过插值算法校正距离徙动,最后对方位向进行匹配滤波。其中匹配滤波一般在频域进行。RD算法具有简单、高效和精确等优点,至今仍然被广泛使用。但是,在一些条件下,该算法存在一些不足。首先,当使用较长的插值核函数提高距离徙动校正的精度时,运算量很大,很耗时;其次,二次距离压缩严重依赖于方位频率,限制了其对大斜视角和长孔径SAR的处理精度。 尺度变标CS成像方法。这个方法需要进行三次相位因子相乘:第一次相位因子相乘在距离多普勒域进行,目的是进行Chirp变标处理,使所有距离单元的距离徙动曲线形状一致,与参考距离处的距离徙动曲线相同;第二次相位因子相乘在二维频域进行,目的是同时完成距离向处理和距离徙动校正,其中距离向处理包括距离 ...
【技术保护点】
一种基于压缩感知的二维SAR稀疏目标成像方法,包括如下步骤:1)将原始回波信号Se进行二维傅里叶变换,得到二维频域的回波信号Sf,对Sf进行距离徙动校正和二次距离压缩得到预处理的回波信号Sr;2)随机选取单位矩阵的部分行和部分列,得到距离向随机采样矩阵Φr和方位向随机采样矩阵Φa,对预处理的回波信号Sr进行距离向和方位向随机降采样,得到降采样的回波信号Ys=ΦaSrΦr;3)根据距离徙动校正后的回波信号Sr的二维频谱,构造距离向字典Ar和方位向字典Aa,得到距离向观测矩阵:Θr=ArΦr和方位向观测矩阵:Θa=ΦaAa;4)根据降采样的回波信号Ys以及距离向的观测矩阵Θr和方位向的观测矩阵Θa以及成像的优化目标表达式,通过迭代硬阈值算法重构出目标图像:4.1)设X为目标图像,第一次迭代时,将X设置为一个与原始回波信号矩阵Sr大小相同的零矩阵,并设定误差阈值ε为一个0到1之间的正数。由步骤3)的距离向观测矩阵Θr和方位向观测矩阵Θa,得到观测回波信号Yx=ΘaXΘr;4.2)根据步骤2)中得到的降采样回波信号Ys和步骤4.1)中得到的观测回波信号Yx,得到回波域的残差Ωx=Ys‑Yx;4 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于压缩感知的二维SAR稀疏目标成像方法,包括如下步骤: .1)将原始回波信号Se进行二维傅里叶变换,得到二维频域的回波信号Sf,对Sf进行距离徙动校正和二次距离压缩得到预处理的回波信号&; .2)随机选取单位矩阵的部分行和部分列,得到距离向随机采样矩阵和方位向随机采样矩阵Oa,对预处理的回波信号&进行距离向和方位向随机降采样,得到降采样的回波?目号 Ys = OaSrfI3r ; . 3)根据距离徙动校正后的回波信号的二维频谱,构造距离向字典\和方位向字典Aa,得到距离向观测矩阵:Or = Ara5r和方位向观测矩阵:?a = Φ人; . 4)根据降采样的回波信号Ys以及距离向的观测矩阵和方位向的观测矩阵?a以及成像的优化目标表达式,通过迭代硬阈值算法重构出目标图像: .4.1)设X为目标图像,第一次迭代时,将X设置为一个与原始回波信号矩阵Sr大小相同的零矩阵,并设定误差阈值ε为一个O到I之间的正数。由步骤3)的距离向观测矩阵和方位向观测矩阵?a,得到观测回波信号Yx= θ3χθy; .4.2)根据步骤2)中得到的降采样回波信号Ys和步骤4.1)中得到的观测回波信号Υχ,得到回波域的残差Ωχ = Ys-Yx; .4.3)根据回波域残差Ωχ,得到图像域残差ΔΧ = Θ:ΩλΘ:,其中Θ:为方位向观测矩阵?a的伪逆,Θ;为距离向观测矩阵O,的伪逆; .4.4)根据迭代硬阈值算法中的梯度下降步骤得到初始目标场景Bx第η次迭代后的结果Bxjj =Χη + μΔΧα,其中,μ为梯度参数,μ取值为一常数,Xn为目标图像X第η次迭代结果,AXn为图像域残差ΛΧ第η次迭代后的结果; .4.5)将初始@标场景B'转化为一个列向量,取其幅度值|ΒΧι...
【专利技术属性】
技术研发人员:侯彪,凤宏哲,焦李成,王爽,张向荣,马文萍,
申请(专利权)人:西安电子科技大学,
类型:发明
国别省市:陕西;61
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