[发明专利]一种三维天线阵列综合孔径辐射计的图像反演方法

权利要求书

1.一种三维天线阵列综合孔径辐射计的图像反演方法，包括下述步骤：

S1：根据三维天线阵列中单元天线的位置坐标计算所有基线的三维空间频率；

S2：随机产生Q组场景并将该Q组场景作为Q个观测场景，其中每组场景均为一个二维随机矩阵；

S3：针对上述Q个观测场景，计算三维天线阵列综合孔径辐射计输出的可见度值；

S4：将每组场景对应的可见度V_q分别与三维天线阵列综合孔径辐射计测量的可见度相减，得到Q组误差；

S5：计算上述Q组误差的范数E_q，并将所述范数E_q记为第q个场景的权值，q＝1,2,……,Q；

S6：若第q个场景本次迭代得到的误差范数E_q小于该场景之前所有迭代中得到的误差范数，则将该场景在本次迭代中的值T_q赋给其中为第q个场景的局部最匹配场景；

S7：本次迭代中所有场景的最小误差范数记为全局最小误差范数，若本次迭代的全局最小误差范数小于之前所有迭代中的全局最小误差范数，则将本次迭代中的全局最小误差范数对应的场景赋给L_Global，其中L_Global称为全局最匹配场景；

S8：计算下次迭代中Q组场景的值，并更新所有场景；

S9：判断是否满足结束迭代运算的条件，若不满足结束条件则跳转到步骤S3，继续迭代计算；若满足结束条件则全局最匹配场景L_Global就是三维天线阵列综合孔径辐射计的反演图像。

2.根据权利要求1所述的一种三维天线阵列综合孔径辐射计的图像反演方法，其中，所述步骤S3中，三维天线阵列综合孔径辐射计的可见度值计算公式为：

式中，V_k表示第k个可见度，k为基线序号，M表示三维阵列的天线数目，为基线数目，(u_k,v_k,w_k)表示第k个基线的空间频率，(ξ,η)表示方向余弦，且θ表示辐射计观测方向的俯仰角，表示辐射计观测方向的方位角，T_M(ξ,η)表示修正亮温，F_n(ξ,η)表示归一化的天线方向图，T_orig(ξ,η)为观测场景的辐射亮温,P₁表示二维随机矩阵的行数，P₂表示二维随机矩阵的列数。

3.根据权利要求1或2所述的一种三维天线阵列综合孔径辐射计的图像反演方法，其中，步骤S8中，更新所有场景的计算公式为：

式中表示第q组场景下次迭代的值，表示第q组场景本次迭代中的值，Δt表示步长，表示第q组场景下次迭代时的跳变幅度，且式中，r₁与r₂为0到1之间统计独立的随机数，表示第q组场景本次迭代的跳变幅度，表示第q个场景本次迭代中的值，称为第q个场景的局部最匹配场景，L_Global为全局最匹配场景，w，c₁，c₂均为比例因子。

4.根据权利要求1或2所述的一种三维天线阵列综合孔径辐射计的图像反演方法，其中，步骤S1中的三维空间频率通过如下公式计算得到：

u_k＝(x_i-x_j)/λ，v_k＝(y_i-y_j)/λ，w_k＝(z_i-z_j)/λ；

其中，(u_k,v_k,w_k)为第k个基线的三维空间频率，(x_i,y_i,z_i)表示第i个单元天线的空间位置坐标，(x_j,y_j,z_j)表示第j个单元天线的空间位置坐标，λ为辐射计接收信号的波长。