基于二維酉esprit的isar橫向定標(biāo)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了基于二維酉ESPRIT的ISAR橫向定標(biāo)方法，首先構(gòu)建目標(biāo)轉(zhuǎn)臺模型r(t)≈Ro+xcos(ωt)+ysin(ωt)，和目標(biāo)轉(zhuǎn)臺模型的ISAR信號回波模型應(yīng)用目標(biāo)轉(zhuǎn)臺模型的ISAR信號回波模型，基于2D?U-ESPRIT進(jìn)行散射中心提取；散射中心位置估計為根據(jù)散射中心位置估計，基于調(diào)頻率估計方法完成橫向定標(biāo)。本發(fā)明的有益效果是將二維酉ESPRIT超分辨技術(shù)應(yīng)用于ISAR成像中，以獲取超分辨ISAR圖像。并將其應(yīng)用于ISAR定標(biāo)算法中獲取目標(biāo)的轉(zhuǎn)動速度進(jìn)而完成橫向定標(biāo)，使分辨率不會受到帶寬與轉(zhuǎn)角的限制。
【專利說明】基于二維酉ESPRIT的ISAR橫向定標(biāo)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于雷達(dá)成像【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及基于二維酉ESPRIT的ISAR橫向定標(biāo)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 逆合成孔徑雷達(dá)成像是一種獲取運動目標(biāo)高分辨圖像的有效手段，特別是應(yīng)用在 在雷達(dá)目標(biāo)檢測識別與分類中[1]。假設(shè)目標(biāo)處于雷達(dá)的遠(yuǎn)場，雷達(dá)發(fā)射的電磁波可用平面 波表示，若只有平動分量，目標(biāo)上各散射點回波的多普勒完全相同，對雷達(dá)成像沒有貢獻(xiàn)。 故需要設(shè)法將平動分量補償?shù)簦喈?dāng)于把目標(biāo)上的參考點移到轉(zhuǎn)臺軸上，而成為對轉(zhuǎn)臺目 標(biāo)成像[2]。轉(zhuǎn)動是ISAR成像所必需的運動分量，可以通過多普勒頻率表征目標(biāo)方位向信 息[3]。
[0003] 定標(biāo)不當(dāng)將導(dǎo)致目標(biāo)的形狀和比例失真[4]，故此橫向定標(biāo)的精度對雷達(dá)目標(biāo)識 別至關(guān)重要?，F(xiàn)有的橫向定標(biāo)算法中孤立散射點的提取大多是基于快速傅里葉變換（FFT) 生成的ISAR圖像以及最大對比度方法[5-6]。然而，由于分辨率的限制，散射中心位置估計 精度不高。為了解決這一問題，本文提出了一種基于2D U-ESPRIT的超分辨ISAR目標(biāo)散射 中心提取算法。2D U-ESPRIT有以下優(yōu)勢來確保參數(shù)估計的準(zhǔn)確性和實效性。首先，通過構(gòu) 造中復(fù)共軛對稱矩陣可以有效的增加觀測數(shù)據(jù)的長度[7]。其次，在計算過程中，所有計算 均在實數(shù)域進(jìn)行，避免了復(fù)數(shù)計算的復(fù)雜度[8]。
[0004] 同一個距離單元內(nèi)各個散射點的回波在慢時間域可以看作是一個線性調(diào)頻信號。 因此，每個散射中心都攜帶者其所在距離單元的多普勒信息即旋轉(zhuǎn)速度信息[6]。這樣，橫 向定標(biāo)問題就轉(zhuǎn)換成調(diào)頻率估計的問題，進(jìn)而可以利用分?jǐn)?shù)階傅里葉變換（FrFT)進(jìn)行估 計。
[0005] ISAR成像中，為獲得目標(biāo)的真實尺寸信息需已知目標(biāo)與雷達(dá)相對總轉(zhuǎn)角。實際 ISAR成像中的轉(zhuǎn)角通常是未知的。然而，同一個距離單元內(nèi)各個散射點的回波在慢時間域 可以看作是一個線性調(diào)頻信號。因此，每個散射中心都攜帶者其所在距離單元的多普勒信 息即旋轉(zhuǎn)速度信息。因此，我們利用FrFT計算每個散射中心所在距離單元對應(yīng)的調(diào)頻率來 獲取目標(biāo)的轉(zhuǎn)速，然后計算出橫向分辨率。然而，現(xiàn)有的散射中心提取方法大都基于快速傅 里葉變換（FFT)，其分辨率受到帶寬與轉(zhuǎn)角的限制。為了突破該限制，我們將2D U-ESPRIT 超分辨技術(shù)應(yīng)用于ISAR成像中，以獲取超分辨ISAR圖像。并將其應(yīng)用于ISAR定標(biāo)算法中 獲取目標(biāo)的轉(zhuǎn)動速度進(jìn)而完成橫向定標(biāo)。最后通過實測數(shù)據(jù)對本文算法進(jìn)行檢驗，計算結(jié) 果驗證了該方法的可行性和準(zhǔn)確性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供基于二維酉ESPRIT的ISAR橫向定標(biāo)方法，解決了現(xiàn)有的 散射中心提取方法大都基于快速傅里葉變換（FFT)，其分辨率受到帶寬與轉(zhuǎn)角的限制的問 題。
[0007] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是按照以下步驟進(jìn)行：

【權(quán)利要求】
【文檔編號】G01S7/40GK104122551SQ201410330645
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月12日
【發(fā)明者】張民, 王欣, 趙佳, 張銳, 聶丁 申請人:西安電子科技大學(xué)