[发明专利]一种基于地形背景目标的SAR回波模拟方法

权利要求书

1.一种基于地形背景目标的SAR回波模拟方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

三维地形建模步骤，在MPD算法的迭代过程中，设定由随机中点位移算法进行的一次或者多次迭代生成的矩阵，然后进行进一步迭代，以实现三维地形建模；

建立地形背景目标的后向散射系数模型步骤，根据三维地形建模步骤中建立的三维地形高程数据和雷达仿真参数计算出对应地形单元点的后向散射系数图；

建立SAR点目标回波模型步骤，根据雷达仿真信号的波形参数和雷达姿态数据完成点目标回波信号的数学模型:

其中，rect()为矩形窗函数，r()表示雷达对点目标的观测距离，c为光速，K_r为调频斜率，λ为波长；以及

将所述点目标回波信号的数学模型与所述后向散射系数进行卷积操作以获得地形背景目标的回波信号模拟：

其中，σ⁰为地形背景目标的后向散射系数。

2.根据权利要求1所述的基于地形背景目标的SAR回波模拟方法，其特征在于，所述三维地形建模步骤包括：

设置初始矩阵，初始化高斯随机发生器Guass()，并设置设迭代次数为m；以及

令当前迭代次数m递增1，并求当前迭代所需计算的所有点的值。

3.根据权利要求2所述的基于地形背景目标的SAR回波模拟方法，其特征在于，求解当前迭代所需计算的所有点的值包括：

(a)利用已赋有值的四邻域点的均值加上中点的偏移量Δ_m+1＝Guass()作为内部点的高程值；

(b)用已计算得到数值的三近邻点的均值加上中点的偏移量Δ_m+1＝Guass()作为边界点的高程值；

(c)对于剩下的点，用值已知的四近邻点的均值加上中点的偏移量Δ_m+1＝Guass()作为该点的高程值；

(d)重复步骤c，直到达到最终的迭代次数M结束；

(e)对生成的地形高程数值进行调整，以形成不同地貌特点，通过对高程负数直接置零形成水域地形。

4.根据权利要求1所述的基于地形背景目标的SAR回波模拟方法，其特征在于，按照下式计算每个地形点的后散射系数：

σ⁰(x,r)＝sin(β)·h(x,r)

其中,β为距离向相邻点之间的连线与波束角之间夹角，h(x,r)为归一化后的高程数值。

5.根据权利要求4所述的基于地形背景目标的SAR回波模拟方法，其特征在于，令一帧点目标回波模拟数据为s₀，方位大小为N_a，距离大小为N_r，所述方法按照下述步骤完成地形背景目标回波模拟输出：

(a)先对点目标回波数据矩阵进行补零，第一行之前和最后一行之后都补N_a/2-1行，第一列之前和最后一列之后都补N_r/2-1列；

(b)把卷积核旋转180度，其中所述卷积核是散射系数矩阵σ⁰，

(c)滑动卷积核，将卷积核的中心位于图像矩阵的每一个元素,将旋转后的卷积核乘以对应的矩阵元素再求和；

(d)按照步骤c遍历点目标矩阵数据每一个元素，完成地形背景目标回波数据输出s₁。