一种单脉冲前视成像结果中多强散射点分辨方法技术

一种单脉冲前视成像结果中多强散射点分辨方法，本发明专利技术涉及单脉冲前视成像结果中目标散射点分辨方法。本发明专利技术的目的是为了解决现有单脉冲成像方位向处理方法如最大似然估计后，同一距离单元内方位向目标强散射点分辨效果差的问题。过程为：一、得到各个散射点的二维坐标及对应强度值；二、假设有N

【技术实现步骤摘要】
一种单脉冲前视成像结果中多强散射点分辨方法


[0001]本专利技术涉及单脉冲前视成像结果中目标散射点分辨方法。

技术介绍

[0002]前视成像区域，在军事上是很多战场环境下的重要感知区域，在民用上也极其重要。 单脉冲前视成像是结合ISAR一维距离向处理高分辨、结合单脉冲测角方位向高分辨的成 像算法。单脉冲测角技术由至少2个接收天线进行回波信号的独立接收，通过一定的算法， 从多天线中分离比较回波信号，得到目标的角度信息。然而，单脉冲技术虽然具备高精度 测角的特点，但是本身的特性决定了其无法分辨一个波束内的多个目标(即多个强散射点)， 即单脉冲雷达在同一个距离单元内，一个波束范围内只能识别一个目标，无法对多目标同 时测角。现有的方位向多目标分辨方法如最大似然估计，得出的结果有时不尽如人意，仍 存在目标多个强散射点回波成像聚集，难以分辨。而多目标分辨对于前视成像的意义重大， 故提高分辨精度显得十分重要。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为了解决现有单脉冲成像方位向处理方法如最大似然估计后，同一距 离单元内方位向目标强散射点分辨效果差的问题，而提出一种单脉冲前视成像结果中多强 散射点分辨方法。
[0004]一种单脉冲前视成像结果中多强散射点分辨方法具体过程为：
[0005]步骤一、对单脉冲前视成像雷达回波数据进行距离向处理和距离徙动校正，得到一维 距离像；对一维距离像进行方位向处理，得到N个散射点的二维坐标及对应强度值；N为 正整数；
[0006]步骤二、假设有N
’
个强散射点，遍历计算各个散射点到强散射点的“距离”，根据“距 离”最小划分为相应强散射点的“附属散射点”；N
’
为正整数，且N
’
≤N；
[0007]更新强散射点的坐标及强度值；
[0008]重复执行步骤二K次，即可得出各个强散射点及各个强散射点“附属散射点”的位 置及强度值信息；
[0009]步骤三、取出各个强散射点及一定距离范围内的“附属散射点”，去除其余点，作为 最后N
’
个强散射点的成像结果。
[0010]本专利技术的有益效果为：
[0011]原有的单脉冲成像方位向目标分辨率进一步提高，使最大似然估计后的单脉冲扫描前 视成像方位向分辨力提高50％左右，更好显示其分辨效果；选取特定距离单元进行分辨， 可以去除不感兴趣位置的目标计算，只计算感兴趣位置的目标，达到减小计算量的目的； 通过修改最后的附属点偏差范围，可以动态调整分辨效果，以适合各不同的场合；通过调 整迭代次数，可以动态根据分辨精度调整计算量。
附图说明
[0012]图1为本专利技术流程图；
[0013]图2为本专利技术强散射点及其附属散射点迭代流程图；
[0014]图3为给本专利技术输入数据的最大似然单脉冲前视成像流程图；
[0015]图4为最大似然估计流程图；
[0016]图5为天线波束重叠图；
[0017]图6为差和回波之比和鉴角曲线图；
[0018]图7为传统单脉冲前视扫描成像结果图；
[0019]图8a为假设2个强散射点在1000Hz最大似然估计结果图；
[0020]图8b为假设3个强散射点在1000Hz最大似然估计结果图；
[0021]图8c为假设4个强散射点在1000Hz最大似然估计结果图；
[0022]图9a为假设2个强散射点在1000Hz加入本专利技术后结果图；
[0023]图9b为假设3个强散射点在1000Hz加入本专利技术后结果图；
[0024]图9c为假设4个强散射点在1000Hz加入本专利技术后结果图；
[0025]图10a为假设2个强散射点在2000Hz最大似然估计结果图；
[0026]图10b为假设3个强散射点在2000Hz最大似然估计结果图；
[0027]图10c为假设4个强散射点在2000Hz最大似然估计结果图；
[0028]图11a为假设2个强散射点在2000Hz加入本专利技术后结果图；
[0029]图11b为假设3个强散射点在2000Hz加入本专利技术后结果图；
[0030]图11c为假设4个强散射点在2000Hz加入本专利技术后结果图；
[0031]图12a为假设2个强散射点在4000Hz最大似然估计结果图；
[0032]图12b为假设3个强散射点在4000Hz最大似然估计结果图；
[0033]图12c为假设4个强散射点在4000Hz最大似然估计结果图；
[0034]图13a为假设2个强散射点在4000Hz加入本专利技术后结果图；
[0035]图13b为假设3个强散射点在4000Hz加入本专利技术后结果图；
[0036]图13c为假设4个强散射点在4000Hz加入本专利技术后结果图；
[0037]图14a为假设2个强散射点在8000Hz最大似然估计结果图；
[0038]图14b为假设3个强散射点在8000Hz最大似然估计结果图；
[0039]图14c为假设4个强散射点在8000Hz最大似然估计结果图；
[0040]图15a为假设2个强散射点在8000Hz加入本专利技术后结果图；
[0041]图15b为假设3个强散射点在8000Hz加入本专利技术后结果图；
[0042]图15c为假设4个强散射点在8000Hz加入本专利技术后结果图；
[0043]图16a为扫描范围10度最大似然估计结果图；
[0044]图16b为扫描范围10度加入本专利技术后结果图；
[0045]图17a为扫描范围4度最大似然估计结果图；
[0046]图17b为扫描范围4度加入本专利技术后结果图；
[0047]图18a为扫描范围2度最大似然估计结果图；
[0048]图18b为扫描范围2度加入本专利技术后结果图；
[0049]图19a为扫描范围1度最大似然估计结果图；
[0050]图19b为扫描范围1度加入本专利技术后结果图。
具体实施方式
[0051]具体实施方式一：结合图1、2、3、4说明本实施方式，本实施方式一种单脉冲前视成 像结果中多强散射点分辨方法具体过程为：
[0052]步骤一、对单脉冲前视成像雷达回波数据进行距离向处理和距离徙动校正，得到一维 距离像；对一维距离像进行方位向处理，如运用最大似然估计，或传统单脉冲方位向测角 成像，得到N个散射点的二维坐标(px，py)及对应强度值(幅度)；N为正整数；
[0053]步骤二、由图2，假设实际上有N
’
个强散射点，定义“距离”，遍历计算各个散射点到 强散射点的“距离”，根据“距离”最小划分为相应强散射点的“附属散射点”；
[0054]N
’
为正整数，且N
’
≤N；
[0055]更新强散射点的坐标及强度值；
[0056]重复执行步骤二K次，即可得出较精确的各个强散射点及各个强散本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单脉冲前视成像结果中多强散射点分辨方法，其特征在于：所述方法具体过程为：步骤一、对单脉冲前视成像雷达回波数据进行距离向处理和距离徙动校正，得到一维距离像；对一维距离像进行方位向处理，得到N个散射点的二维坐标及对应强度值；N为正整数；步骤二、假设有N
’
个强散射点，遍历计算各个散射点到强散射点的“距离”，根据“距离”最小划分为相应强散射点的“附属散射点”；N
’
为正整数，且N
’
≤N；更新强散射点的坐标及强度值；重复执行步骤二K次，即可得出各个强散射点及各个强散射点“附属散射点”的位置及强度值信息；步骤三、取出各个强散射点及一定距离范围内的“附属散射点”，去除其余点，作为最后N
’
个强散射点的成像结果。2.根据权利要求1所述一种单脉冲前视成像结果中多强散射点分辨方法，其特征在于：所述步骤一中对单脉冲前视成像雷达回波数据进行距离向处理和距离徙动校正，得到一维距离像；对一维距离像进行方位向处理，得到N个散射点的二维坐标及对应强度值；N为正整数；具体过程为：步骤一一、信号源发射线性调频脉冲信号，线性调频脉冲信号经过目标反射后被雷达两个天线接收，接收的信号为回波信号，将回波信号处理得和波束信号和方位差波束信号；步骤一二、分别对和波束信号和方位差波束信号进行距离向处理，再进行距离徙动校正，得到一维距离像；步骤一三、对一维距离像进行方位向处理，得到各个散射点的二维坐标及对应的强度值。3.根据权利要求1或2所述一种单脉冲前视成像结果中多强散射点分辨方法，其特征在于：所述步骤一三中对一维距离像进行方位向处理，得到各个散射点的二维坐标及对应的强度值；具体过程为：1)选取一维距离像第m个距离单元的和波束信号和方位差波束信号；2)构造一维距离像第m个距离单元的观测向量z(m)，选取待估计参数g的初始值；一维距离像第m个距离单元的观测向量z(m)和待估计参数g的初始值分别为：z(m)＝[s1(m) s2(m) d1(m) d2(m)]
T
g＝[α
1 η1ꢀ…ꢀ
α
N η
N
]
T
式中，m为距离单元序号，m＝1,2,
…
,M，M为距离单元总数；s1(m)、d1(m)分别为第m个距离单元左侧采样点对应的和波束信号和方位差波束信号值，s2(m)、d2(m)分别为第m+1个距离单元右侧采样点对应的和波束信号和方位差波束信号值，T为求转置；η
i
为第i个散射点方位差波束信号值或和波束信号值；α
i
为中间变量，Δt
i
为第i个散射点相对采样点m的时间，i＝1,2,
…
,N，N为散射点个数，T
P
为脉冲宽度；目标的最大似然函数为
约束条件为其中，LL(g)为最大似然函数，f
s
为采样频率，R为协方差矩阵，k
ae
为鉴角曲线斜率，θ
BW
为方位差波束信号或和波束信号的线性区间宽度；3)求解参数向量g，得到估计值即得到α
i
、η
i
的估计值；4)由α
i
、η
i
计算第i个散射点位置和对应强度值；具体过程为：由第m个距离单元结合雷达参考距离R
ref
计算第i个散射点x坐标px
i
＝x
m

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，刘禹锋，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：