面向匹配识别的地面活动目标SAR射频回波模拟方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种面向匹配识别的地面活动目标SAR射频回波模拟方法及系统；方法包括：SAR回波模拟器分别接收仿真机和机载SAR发送的信息；SAR回波模拟器根据接收信息计算出包括地面场景传函和活动目标传函，并进行矢量叠加，得到系统响应函数；将系统响应函数与SAR激励信号进行卷积生成地面活动目标SAR回波信号；SAR回波模拟器将地面活动目标SAR回波信号通过天线阵列及馈电系统在微波暗室中辐射，使机载SAR实时接收射频回波信号，经成像处理后生成地面活动目标SAR图像，然后进行地形匹配和目标识别。本发明专利技术克服传统方法静止场景模拟，活动目标散射特性对雷达视线角差异性变化缺失等缺陷，提高了机载SAR匹配识别射频半实物仿真的准确性和灵活性。物仿真的准确性和灵活性。物仿真的准确性和灵活性。

【技术实现步骤摘要】
面向匹配识别的地面活动目标SAR射频回波模拟方法及系统


[0001]本专利技术涉及射频仿真
，尤其涉及一种面向匹配识别的地面活动目标SAR射频回波模拟方法及系统。

技术介绍

[0002]陆上目标匹配识别技术的基本原理是目标与雷达产生相对运动，从而获得包含两个维度的具有线性调频性质的回波，通过成像处理后与复杂地面背景进行匹配，进而识别出目标。不同的目标呈现不同的散射特性和不同的穿透力，由此可以获得高分辨率的二维图像，在地理测绘、海洋检查、植被分布全球战略侦查等方面具有重要意义。
[0003]陆上目标匹配识别仿真可以实验室环境下通过回波模拟来实现目标与探测平台的相对运动关系，通过基准图形式来模拟目标和场景特征，通过成像算法处理后可实现对目标的匹配识别，这样可以多次重复测试，大幅缩短研发周期，降低研发费用，具有很强的必要性。对于固定目标的SAR匹配识别算法验证来说，通过更换基准图便可以实现场景的更新，而对于同一航迹下多次成像的机载SAR活动目标匹配识别来说，目前常用的仿真方法存在两点不足：一是目标和场景是以基准图形式加载，目标是静止的，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向匹配识别的地面活动目标SAR射频回波模拟方法，其特征在于，包括：步骤S1、SAR回波模拟器分别接收仿真机和机载SAR发送的信息；其中，仿真机按通信周期实时发送机载平台的经纬高、速度和加速度，成像区域中心经纬高和图像幅宽，仿真的活动目标的经纬度和姿态角度信息；机载SAR实时发送射频激励信号、时钟信号和脉冲同步信号；步骤S2、SAR回波模拟器根据接收信息计算出包括地面场景传函和活动目标传函，并进行矢量叠加，得到系统响应函数；将所述系统响应函数与SAR激励信号进行卷积，生成地面活动目标SAR回波信号；步骤S3、SAR回波模拟器将地面活动目标SAR回波信号通过天线阵列及馈电系统在微波暗室中辐射，使机载SAR实时接收射频回波信号，经成像处理后生成地面活动目标SAR图像，然后进行地形匹配和目标识别。2.根据权利要求1所述的地面活动目标SAR射频回波模拟方法，其特征在于，所述步骤S2包括：步骤S2
‑
1、解算机载平台位置信息以及雷达波入射方向矢量相对于地面活动目标的方位角和俯仰角；步骤S2
‑
2、根据解算的机载平台位置信息以及波束地面照射区域信息计算地面场景传函；所述波束地面照射区域信息包括波束地面照射区域内像元的位置坐标、散射系数和随机相位；步骤S2
‑
3、根据解算的机载平台位置信息以及雷达波入射方向矢量相对于本体坐标系的方位角和俯仰角计算地面活动目标传函；步骤S2
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4、将地面场景传函与地面活动目标传函进行矢量叠加，生成系统响应函数；步骤S2
‑
5、将系统响应函数与发射信号进行时域卷积，生成陆上活动目标射频回波。3.根据权利要求2所述的地面活动目标SAR射频回波模拟方法，其特征在于，所述步骤S2
‑
1包括：1)建立成像参考坐标系和动目标本体坐标系；所述成像参考坐标系的原点位置为成像起始时刻机载平台位置；所述动目标本体坐标系的原点位置为动目标质心位置；2)按照内部时钟周期在成像参考坐标系下进行机载平台位置递推获得当前时刻机载平台在成像参考坐标系的位置坐标；3)分别计算成像区域中心和地面活动目标在成像参考坐标系的位置坐标；4)根据当前时刻机载平台和地面活动目标在成像参考坐标系的位置坐标进行坐标转换得到机载平台在目标本体坐标系的位置坐标；5)根据机载平台在目标本体坐标系的位置坐标，计算雷达波入射方向矢量相对于目标本体坐标系的方位角和俯仰角。4.根据权利要求3所述的地面活动目标SAR射频回波模拟方法，其特征在于，所述机载平台位置递推公式为：X
n
＝X
n
‑1+v
x
t+a
x
t2/2Y
n
＝Y
n
‑1+v
y
t+a
y
t2/2；Z
n
＝Z
n
‑1+v
z
t+a
z
t2/2式中，(X
n
，Y
n
，Z
n
)表示当前时刻机载平台在成像参考坐标系中的位置，(X
n
‑1，Y
n
‑1，Z
n
‑1)
表示机载平台上一个时钟周期的位置，(v
x
，v
y
，v
z
)表示机载平台的速度，(a
x
，a
y
，a
z
)表示机载平台的加速度，t表示时钟周期长度；机载平台在目标本体坐标系中的坐标转换公式：其中，(x
r
,y
r
,z
r
)机载平台在目标本体坐标系中的位置，(x0,y0,z0)为地面活动目标相对于成像参考坐标系的位置，Λ为坐标转换矩阵，表示为：其中B＝θ、C＝φ分别为目标绕成像参考坐标系X、Y、Z轴旋转的角度；雷达波入射方向矢量相对于目标本体坐标系的方位角ψ
r
和俯仰角θ
r
为：为：5.根据权利要求4所述的地面活动目标SAR射频回波模拟方法，其特征在于，所述步骤S2
‑
2中，波束照射范围内地面场景传函计算过...

【专利技术属性】
技术研发人员：巩宁波，倪虹，刁桂杰，杜鑫，王坤，刘哲，
申请(专利权)人：北京机电工程研究所，
类型：发明
国别省市：