[发明专利]多站雷达下的目标特征提取方法和装置

权利要求书

1.一种多站雷达下的目标特征提取方法，其特征在于，所述方法包括：

基于几何绕射理论构建多站雷达下的目标电磁散射模型；其中，所述目标电磁散射模型包括目标的如下参数：目标的散射中心位置、目标的类型参数、以及目标的散射幅度系数；

确定目标在多站雷达下的回波信号，以及所述目标对应的稀疏字典矩阵；

根据所述目标在多站雷达下的回波信号以及所述目标对应的稀疏字典矩阵，对所述多站雷达下的目标电磁散射模型进行求解，以得到目标的所述参数的估计值；

所述基于几何绕射理论构建多站雷达下的目标电磁散射模型包括：

基于几何绕射理论构建多站雷达下的第一目标电磁散射模型；所述第一目标电磁散射模型为适用于多发多收情况的解析形式；

对于多站雷达情形，所述第一目标电磁散射模型的解析形式为：

其中，为多站雷达下的目标回波信号；k为波数；分别为入射方向与接收方向的视线角；M为散射中心个数；A_m为第m个散射中心的复散射幅度系数；(x_m，y_m)为第m个散射中心的二维位置坐标；α_m为类型参数，其取值有5种：-1、-0.5、0、0.5、1，α_m的不同取值对应了不同的散射中心结构类型；k_c为中心波数；e为测量噪声；

所述第一目标电磁散射模型针对电磁波的传播路径与单站雷达的不同，对回波信号的相位延迟进行了调整；

对所述第一目标电磁散射模型进行简化处理，以得到第二目标电磁散射模型；所述第二目标电磁散射模型为适用于一发多收情况的稀疏形式；

所述第二目标电磁散射模型的稀疏形式公式为：

S＝Φσ+E

其中，S为目标回波信号的列向量；为频点k_p、接收方位角下的目标回波信号；P和Q分别为频域和接收角域采样点数；Φ为多站雷达下目标对应的稀疏字典矩阵；所述稀疏字典矩阵的具体公式为：

其中，由构成的L×N×5维列向量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定目标在多站雷达下的回波信号，以及所述目标对应的稀疏字典矩阵包括：

获取目标在多站雷达下的回波信号；根据目标尺寸信息确定目标散射中心的候选位置；根据目标散射中心的候选位置与类型参数的候选取值，构建所述目标对应的稀疏字典矩阵。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标在多站雷达下的回波信号以及所述目标对应的稀疏字典矩阵，对所述多站雷达下的目标电磁散射模型进行求解，以得到目标的所述参数的估计值包括：

将所述目标在多站雷达下的回波信号以及所述目标对应的稀疏字典矩阵作为已知量，并采用正交匹配追踪法对第二目标电磁散射模型进行求解，以得到目标的所述参数的估计值。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述采用正交匹配追踪法对第二目标电磁散射模型进行求解，以得到目标的所述参数的估计值包括：

确定残差的初始值；计算所述残差与稀疏字典矩阵中各列的内积，然后根据所述内积最大的列更新索引集和重建原子集；根据所述重建原子集计算稀疏系数向量的估计值；根据所述稀疏系数向量的估计值更新所述残差，然后根据更新后的残差计算剩余信号能量；判断是否满足迭代停止条件；在满足迭代停止条件的情况下，根据所述索引集和所述稀疏系数向量的估计值确定目标的所述参数的估计值。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述判断是否满足迭代停止条件包括：

判断迭代次数是否大于第一阈值，或者剩余信号能量是否小于第二阈值；在所述迭代次数大于第一阈值，或者所述剩余信号能量小于第二阈值的情况下，确认满足迭代停止条件；否则，确认不满足迭代停止条件。