[发明专利]一种实现机载合成孔径雷达成像的仿真方法及其系统

权利要求书

1.一种实现机载合成孔径雷达成像的仿真方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1成像基础数据加工：成像目标三维建模，包括固定目标和运动目标；

S2生成目标法矢量图像：通过目标三维模型的图形显示、遮挡面消隐和二次光照实时生成目标的法矢量图像；

S3并行计算目标电磁场：依据目标的法矢量图像和电磁场计算理论，并行计算成像目标的电磁散射场和绕射场，进而得到总散射场生成目标的后向散射系数图；

S4生成仿真图像及显示：目标的后向散射系数图先变换为距离-方位图像，然后再经过雷达系统窗函数处理得到合成孔径雷达的目标仿真图像。

2.根据权利要求1所述实现机载合成孔径雷达成像的仿真方法，其特征在于，所述成像目标三维建模，是指首先将复杂目标分解为部件，然后运用基本建模方法分别建立网格模型，并结合参数曲面建模法进行曲线及面的拟合和网格剖分，实现对网格精度的控制，最终在OpenGL环境下生成模型的三维造型。

3.根据权利要求2所述实现机载合成孔径雷达成像的仿真方法，其特征在于，步骤S2中，所述目标模型的图形显示步骤包括：

S211首先通过建模变换将在目标建模坐标变换为世界坐标；

S212然后通过观察变换将其变换到雷达主波束观察坐标系下；

S213之后目标进行裁剪变换，即确定哪些目标、目标的哪些部分处于观察体之内；

S214接下来进行投影变换得到投影平面上的目标投影坐标；

S215最后通过视口变换将目标投影坐标转换为设备坐标。

4.根据权利要求2所述实现机载合成孔径雷达成像的仿真方法，其特征在于，步骤S2中，所述目标模型的遮挡面消隐包括如下步骤：

S221将深度缓冲器和属性缓冲器的所有单元进行初始化：

depth(x,y)＝0,color(x,y)＝I_背景值

S222将目标各面元上各点的深度值与深度缓冲器中对应单元的存储数值进行比较，以确定其可见性，若z＞depth(x,y)则：

depth(x,y)＝z,color(x,y)＝I_rgb(x,y)

当处理完目标所有面元后，深度缓冲器中保存的是可见面的深度值，而属性缓冲器为这些面元所对应的属性值(颜色值)，即完成了遮挡面的消隐。

5.根据权利要求2所述实现机载合成孔径雷达成像的仿真方法，其特征在于，步骤S2中，所述目标模型的二次光照及生成法矢量图像步骤包括：

S231采用基本光照模型：

S232进行第一次光照，三条入射光矢量分别为+x＝(1,0,0)，+y＝(0,1,0)，-z＝(0,0,-1)，颜色分别为R、G、B，则目标表面所显示的颜色值(r,g,b)与法矢量的对应关系是n_x＝r，n_y＝g，n_z＝-b；

S233进行第二次光照，三条入射光矢量分别为-x＝(-1,0,0)，-y＝(0,-1,0)，-z＝(0,0,-1)，这时目标表面所显示的颜色值(r,g,b)与法矢量的对应关系是n_x＝-r，n_y＝-g，n_z＝-b；

S234利用二次光照得到的R、G、B颜色值得到法矢量：n_x＝2r，n_y＝2g，n_z＝-b。

6.根据权利要求1-5中任一项所述实现机载合成孔径雷达成像的仿真方法，其特征在于，步骤S4中，目标的后向散射系数图先变换为距离-方位图像，然后再经过雷达系统窗函数卷积处理得到合成孔径雷达的目标仿真图像。

7.一种实现机载合成孔径雷达成像的仿真系统，包括成像基础数据加工模块，目标法矢量图像生成模块，目标电磁场并行计算模块，仿真图像生成与显示模块。