【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于空间目标成像，具体涉及联合ipp和分辨率分析的天基isar最优成像时间段预测方法。
技术介绍
1、对于空间目标isar(inverse synthetic aperture radar,逆合成孔径雷达)成像而言，为了后续使用isar图像进行目标分类与识别，需要图像质量高和分辨率高，且后续的部件测量及目标姿态估计需要isar图像呈现空间目标的基本特征，因此成像图展现出的部件特征应尽可能多。
2、为了提高雷达对空间的成像出图率和分辨率，选择最优的成像时间段是必不可少的。现有方法通过对回波数据进行处理，利用多普勒中心频率估计、多普勒展宽估计或所得图像的质量评价指标等单一准则来完成最优成像时间段的选择。现有方法大多都忽略了星载isar平台和空间目标的先验信息，如空间目标则运行在接近真空或大气十分稀薄的环境中并且多数情况下，不会大幅度往复机动，即该类目标的运动是相对平稳的，可以提前预测出目标的成像平面及成像分辨率。除此之外，雷达长时间开机十分耗电，且大量存储成像效果不好的回波也导致资源浪费。因此，需要针对目标的特性提出新的高效最优成像时间段预测算法。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是：提供联合ipp(image projection plane,图像投影平面)和分辨率分析的天基isar最优成像时间段预测方法，通过距离-多普勒投影算法预测成像平面，结合相对转角及对应的分辨率以判断是否满足成像条件并分析适合成像的时间范围，结合成像平面和有效转动角速度的预
2、本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：
3、本专利技术提出了联合ipp和分辨率分析的天基isar最优成像时间段预测方法，包括以下步骤：
4、s1、建立卫星轨道仿真模型，得到目标星与雷达探测星在惯性系下的位置和速度，并计算目标星相对于雷达探测星的相对速度和位置，用于后续的分辨率预测。
5、s2、建立仿真卫星三维散射点模型，用于后续的ipp预测。
6、s3、将可行性分析时间段分为若干个子区间，根据步骤s1中的相对速度和位置计算每个区间目标星相对雷达探测星的有效转动角速度，得到每个区间对应的相对转角和图像方位向分辨率，最后获得所有区间的方位向分辨率变化曲线。
7、s4、根据步骤s2中的仿真卫星三维散射点模型和步骤s3中划分的子区间计算每个区间中目标模型上各散射点的多普勒频率和回波延时，利用其建立投影平面坐标系，将散射点映射到投影平面上并计算所有散射点的投影面积，最后获得所有区间的投影面积曲线。
8、s5、根据步骤s3中的方位向分辨率变化曲线和步骤s4中的投影面积曲线得到最优成像区间。
9、s6、根据步骤s5中的最优成像区间，对天基isar最优成像时间段进行预测，并利用归一化分辨率衡量最优成像区间的成像质量，输出最优成像区间及对应的归一化成像分辨率gpa。
10、进一步的，计算目标星相对于雷达探测星的相对速度和位置包括以下内容：
11、使用stk软件建立卫星轨道仿真模型，目标星相对于雷达探测星的相对速度和位置的计算公式为：
12、vtot＝vt-vr
13、lo＝lt-lr
14、其中，vtot表示相对速度，vt表示目标星在区间内惯性系下的速度，vr表示雷达探测星在区间内惯性系下的速度，lo表示相对位置，lt表示目标星在区间内惯性系下的位置，lr表示雷达探测星在区间内惯性系下的位置。
15、进一步的，步骤s2中，使用matlab软件输入散射点坐标，建立仿真卫星三维散射点模型。
16、进一步的，步骤s3中，获得所有区间的方位向分辨率变化曲线包括以下子步骤：
17、s301、计算目标星相对于雷达探测星的方位角和俯仰角。
18、s302、计算目标星相对于雷达运动的切向速度和当前区间内的有效转动角速度，并获得当前区间内有效转动角度。
19、s303、根据步骤s302中的有效转动角度，计算方位向分辨率，具体公式为：
20、
21、其中，λ表示信号波长，pixela表示方位向分辨率，δθ表示有效转动角度。
22、s304、对每一个子区间重复步骤s301-s303，获得所有区间有效转动角度变化曲线。
23、进一步的，步骤s4中，获得所有区间的投影面积曲线包括以下子步骤：
24、s401、计算在成像面预测时刻时雷达探测星到目标星上散射点的距离，得到散射点相对于目标中心点的时延，具体公式为：
25、τ＝(2bw(ri-ro))/c
26、其中，ri表示雷达探测星到散射点的距离，ro表示雷达探测星到目标中心距离，bw表示发射信号带宽，c表示光速，τ表示时延。
27、
28、
29、其中，(xo,yo,zo)表示雷达探测星的位置，(xk,yk,zk)表示第k个散射点的位置。
30、s402、根据卫星的转动矢量和散射点的转动半径，获得多普勒频率，具体公式为：
31、fd＝(2(ilos·vt))/λ
32、其中，ilos表示雷达视线方向向量，vt表示散射点的切向速度向量，fd表示多普勒频率。
33、s403、重复步骤s401-s402，计算所有散射点的时延和多普勒频率。
34、s404、根据步骤s403中所有散射点的时延和多普勒频率建立投影平面坐标系，将散射点映射到投影平面上并计算所有散射点的投影面积。
35、s405、对每一个子区间重复步骤s401-s404，获得所有区间投影面积变化曲线。
36、进一步的，步骤s5中，最优成像区间的获得包括以下内容：
37、根据得到的相对转角与方位向分辨率，若在此区间内雷达探测星与目标星相对转角超过2度，即分辨率超过0.42m则视为可以成像，区间视为成像区间1。
38、将步骤s4得到的投影面积曲线进行归一化，归一化投影面积大于设定阈值的区间设定为成像区间2。
39、成像区间1与成像区间2的重合部分设定为最优成像区间。
40、进一步的，步骤s6中，归一化成像分辨率越大，成像质量越高。
41、进一步的，本专利技术还提出一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现前文所述的联合ipp和分辨率分析的天基isar最优成像时间段预测方法的步骤。
42、进一步的，本专利技术还提出一种计算机可读的存储介质，所述计算机可读的存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行前文所述的联合ipp和分辨率分析的天基isar最优成像时间段预本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.联合IPP和分辨率分析的天基ISAR最优成像时间段预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的联合IPP和分辨率分析的天基ISAR最优成像时间段预测方法，其特征在于，步骤S1中，计算目标星相对于雷达探测星的相对速度和位置包括以下内容：
3.根据权利要求1所述的联合IPP和分辨率分析的天基ISAR最优成像时间段预测方法，其特征在于，步骤S2中，使用Matlab软件输入散射点坐标，建立仿真卫星三维散射点模型。
4.根据权利要求1所述的联合IPP和分辨率分析的天基ISAR最优成像时间段预测方法，其特征在于，步骤S3中，获得所有区间的方位向分辨率变化曲线包括以下子步骤：
5.根据权利要求4所述的联合IPP和分辨率分析的天基ISAR最优成像时间段预测方法，其特征在于，步骤S4中，获得所有区间的投影面积曲线包括以下子步骤：
6.根据权利要求5所述的联合IPP和分辨率分析的天基ISAR最优成像时间段预测方法，其特征在于，步骤S5中，最优成像区间的获得包括以下内容：
7.根据权利要求1所述的联合IPP和
8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
9.一种计算机可读的存储介质，所述计算机可读的存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时执行所述权利要求1至7中任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.联合ipp和分辨率分析的天基isar最优成像时间段预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的联合ipp和分辨率分析的天基isar最优成像时间段预测方法，其特征在于，步骤s1中，计算目标星相对于雷达探测星的相对速度和位置包括以下内容：
3.根据权利要求1所述的联合ipp和分辨率分析的天基isar最优成像时间段预测方法，其特征在于，步骤s2中，使用matlab软件输入散射点坐标，建立仿真卫星三维散射点模型。
4.根据权利要求1所述的联合ipp和分辨率分析的天基isar最优成像时间段预测方法，其特征在于，步骤s3中，获得所有区间的方位向分辨率变化曲线包括以下子步骤：
5.根据权利要求4所述的联合ipp和分辨率分析的天基isar最优成像时间段预测方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪玲，宫蕊，唐生勇，吴斌，朱岱寅，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。