【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于逆合成孔径雷达成像，具体涉及一种基于isar散射成像的热防护结构微损伤探测方法。
技术介绍
1、逆合成孔径雷达(inverse synthetic aperture radar，简称isar)是一种主动式雷达成像技术，具备远距离、高分辨探测能力，同时具有全天时、全天候、主动式特点。主要解决非合作运动目标成像问题，在军事和民用领域获得了广泛应用。
2、isar成像研究技术经历了从目标平稳运动成像到复杂运动成像、粗分辨率成像到高分辨率精细化成像的发展过程。isar成像算法是通过对完成运动补偿的回波进行相干积累，重建目标的空间分布，获得目标高分辨率成像结果，isar高精度图像是观测目标在成像平面上的散射中心的分布，提供观测目标的尺寸和结构等丰富的特征信息。常见的成像方法有距离多普勒(range doppler，rd)算法、距离瞬时多普勒(range-instantaneousdoppler，rid)算法，有根据目标运动特性，回波积累角度和目标个数等等要求下的稀疏成像算法、大转角成像算法以及目标isar三维成像算法等。
3、概率分布模型是研究随机变量的工具，刻画概率分布模型分为参数化模型和非参数化模型。isar图像每个像素包含若干个散射中心，每个散射中心的矢量叠加构成了该像素对应的散射场，由于每个像素的散射中心数量和散射强度都是随机的，该散射场也是随机矢量。实际isar数据受到入射角等因素影响，相同目标下的二维图像在像素级别也可能有差异，导致直接比较isar图像像素的差异无法准确识别isar图像中的
技术实现思路
1、专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，提供一种基于isar散射成像的热防护结构微损伤探测方法，面向空间飞行器热防护结构的快速、准确、深度无损检测的重要应用需求，获取热防护结构电磁散射仿真数据，获取isar散射图像，实现损伤高精度检测与识别，及时发现微小损伤，保证飞行任务顺利完成。
2、技术方案：本专利技术提供了一种基于isar散射成像的热防护结构微损伤探测方法，包括以下步骤：
3、s1：构建热防护结构三维模型，根据仿真雷达参数计算电磁散射数据；
4、s2：使用后向投影成像算法获取热防护结构二维isar图像；
5、s3：基于电磁散射数据，分析图像概率分布特性，建立热防护结构isar图像数据库；
6、s4：基于热防护结构isar图像数据库，比较热防护结构isar图像概率分布差异，实现热防护结构微损伤的高精度检测和识别。
7、进一步地，所述步骤s1中目标电磁散射数据通过以下公式计算：
8、
9、其中，σ为雷达后向散射数据，es为散射电场的强度，ei为入射电场强度，r为雷达天线与目标之间距离。
10、进一步地，所述步骤s2中二维isar后向投影成像算法通过以下公式定义：
11、
12、
13、其中，da(τ)为天线相位中心ra(τ)与原点之间的距离，dao(τ)为天线相位中心ra(τ)与热防护结构目标r(τ)之间的距离。
14、雷达对位置在r(τ)处的目标所获得的二维isar图像表示为：
15、
16、其中，fk为频率带宽，c为光速，δr(τn)为距离dao(τ)与da(τ)的差值，a(fk,τn)为振幅。
17、进一步地，所述步骤s3中图像的概率分布特性和特征数据库使用如下edgeworth近似实现：
18、
19、其中，f(z)表示变量z的概率密度函数，hj(x)表示第j阶hermite多项式；ρ3和ρ4为图像概率分布特征量，表达式如下：
20、
21、
22、其中，σ表示变量z的标准差。
23、进一步地，所述步骤s4中热防护结构微损伤检测与识别通过基于相对熵的概率分布差异和jeffery散度实现：
24、
25、其中，r(g||f)为基于相对熵的概率分布差异，f(z)和g(z)表示概率密度函数；
26、jeffery散度通过如下公式定义：
27、jd＝r(m||f)+r(m||g)
28、其中，m(z)＝(f(z)+g(z))/2表示平均概率密度函数。
29、有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：
30、1、高精度二维isar散射成像算法，在微波工作频率下，大幅提高了成像精度和分辨率，可有效获取热防护结构的毫米级微小损伤，为探测在轨飞行器微小损伤提供了可行的技术方案。
31、2、基于相对熵概率分布差异的无损检测探伤方法，与传统基于图像的像素匹配方法相比，有效量化了图像的统计特征，提高了不同类型损伤的度量准确度，数据传输更加高效，可以获得稳定的跟踪测量结果。
32、3、采用比较图像统计特性方式判断检测识别目标变化，可实施性和操作性更强。
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1.一种基于ISAR散射成像的热防护结构微损伤探测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于ISAR散射成像的热防护结构微损伤探测方法，其特征在于，所述步骤S1中目标电磁散射数据通过以下公式计算：
3.根据权利要求1所述的一种基于ISAR散射成像的热防护结构微损伤探测方法，其特征在于，所述步骤S2中二维ISAR后向投影成像算法通过以下公式定义：
4.根据权利要求3所述的一种基于ISAR散射成像的热防护结构微损伤探测方法，其特征在于，所述步骤S2中雷达对位置在r(τ)处的目标所获得的二维ISAR图像表示为：
5.根据权利要求1所述的一种基于ISAR散射成像的热防护结构微损伤探测方法，其特征在于，所述步骤S3中图像的概率分布特性和特征数据库使用如下Edgeworth近似实现：
6.根据权利要求5所述的一种基于ISAR散射成像的热防护结构微损伤探测方法，其特征在于，所述步骤S3中
7.根据权利要求5所述的一种基于ISAR散射成像的热防护结构微损伤探测方法，其特征在于，所述步骤S4中热防护结构
8.根据权利要求7所述的一种基于ISAR散射成像的热防护结构微损伤探测方法，其特征在于，所述步骤S4中Jeffery散度通过如下公式定义：
9.根据权利要求1所述的一种基于ISAR散射成像的热防护结构微损伤探测方法，其特征在于，所述步骤S3中热防护结构ISAR图像数据库中包括无损伤模型和四种不同微损伤结构模型，四种不同微损伤结构模型分别为裂纹微损伤类型热防护结构模型、脱粘损伤类型热防护结构模型、小孔微损伤类型热防护结构模型、翘曲损伤类型热防护结构模型。
...【技术特征摘要】
1.一种基于isar散射成像的热防护结构微损伤探测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于isar散射成像的热防护结构微损伤探测方法，其特征在于，所述步骤s1中目标电磁散射数据通过以下公式计算：
3.根据权利要求1所述的一种基于isar散射成像的热防护结构微损伤探测方法，其特征在于，所述步骤s2中二维isar后向投影成像算法通过以下公式定义：
4.根据权利要求3所述的一种基于isar散射成像的热防护结构微损伤探测方法，其特征在于，所述步骤s2中雷达对位置在r(τ)处的目标所获得的二维isar图像表示为：
5.根据权利要求1所述的一种基于isar散射成像的热防护结构微损伤探测方法，其特征在于，所述步骤s3中图像的概率分布特性和特征数据库使用如下edgeworth近似实现：
6.根据...
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