一种基于压缩感知的合成孔径声纳沉底目标成像增强方法技术

本发明专利技术提出了一种基于压缩感知的合成孔径声纳沉底目标成像增强方法，利用非线性内插在距离多普勒域(RD)对SAS距离徙动效应进行校正，完成二维空间解耦；再利用压缩感知方法进行方位向稀疏成像，获得增强后的目标，再对目标与背景进行融合实现最终成像。该方法对沉底目标成像进行了增强，并极大降低了海底混响的干扰，为沉底目标识别提供了有力判据。为沉底目标识别提供了有力判据。为沉底目标识别提供了有力判据。

【技术实现步骤摘要】
一种基于压缩感知的合成孔径声纳沉底目标成像增强方法


[0001]本专利技术涉及声纳及声纳信号处理方法，属于合成孔径声纳、目标识别等领域，主要是一种基于压缩感知的合成孔径声纳沉底目标成像增强方法。

技术介绍

[0002]合成孔径声纳(SAS)作为一种主动式海洋观测系统，利用小孔径物理阵的移动虚拟出大孔径基阵，可以实现低频远距离高分辨成像探测，在军事方面实现快速水下环境勘察、水雷勘探与识别、海底地形地貌测绘与长期变化监测。对于水底分界处的沉底目标成像，由于受到当底回波的混响背景干扰，现有的合成孔径声纳无论是侧视、下视还是斜视声纳都存在对该类目标难以判别的问题，如何提高沉底目标的识别能力是现有声纳亟待解决的问题。
[0003]近年来稀疏采样信号处理技术得到迅速发展，基于压缩感知的成像方法在合成孔径雷达(SAR)领域受到广泛关注，与传统的基于匹配滤波处理方式不同，信号只要满足在某特定变换域稀疏的前提条件，就可以利用少量观测数据(远低于香农.奈奎斯特采样率)以很高概率实现信号的无失真重建；它充分利用了目标散射系数的先验信息，是一个基于L1范数正则本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于压缩感知的合成孔径声纳沉底目标成像增强方法，其特征在于：合成孔径声纳沿x轴方向进行匀速直线运动，沉底目标P的坐标为(x
i
,y
i
)，声纳发射信号为线性调频信号，该方法具体包括如下步骤：步骤
①
：获取声纳回波信号，得到式(1)；其中t为距离向快时间，A为目标散射系数，c为水中声速，f0为载频，K
r
为发射信号调频率，τ
n
为方位向慢时间且有(
‑
N/2＜n＜N/2)，w
a
(τ
n
)为方位窗函数，w
r
(t
‑
2R(τ
n
)/c)为发射信号窗函数，R(τ
n
)为沉底目标P(x
i
,y
i
)到方位采样点的瞬时斜距；步骤
②
：完成距离向脉冲压缩并进行方位向傅里叶变换，将信号转换到距离多普勒域，得到式(2)；其中R
rd
(τ
n
)为RD域的距离徙动曲线，有：步骤
③
：利用非线性插值完成对方位向与距离向解耦；步骤
④
：利用方位向压缩感知技术完成目标场景成图；步骤
⑤
：建立观测矩阵Φ，并完成目标场散射系数重建，获得同一距离上的目标图像；步骤
⑥
：对目标场内所有距离向循环进行步骤
④
，完成全目标场稀疏成像；步骤

【专利技术属性】
技术研发人员：易石，洪煜宸，丛卫华，刘竞扬，曾祥瑞，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一五研究所，
类型：发明
国别省市：