[发明专利]一种基于超分辨目标跟踪的微多普勒特征提取方法

权利要求书

1.一种基于超分辨目标跟踪的微多普勒特征提取方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、获取宽带雷达目标回波，对所述目标回波内的脉冲进行采样，获取若干所述脉冲之间的一维距离向数据并根据所述脉冲之间的一维距离向数据构造距离维协方差矩阵R_r；

步骤二、对所述距离维协方差矩阵R_r进行特征值分解，依据特征值选定策略选择出选定特征值，并将所述选定特征值对应的特征向量构成噪声子空间G_noise，设定一拟定信号向量r(τ_i)，依据谱峰搜索策略将与所述噪声子空间G_noise内的特征向量匹配度最小的信号向量定义为微动信号向量；

步骤三、获取所述微动信号向量相对应的回波延时，回波延时和目标散射点径向距离的关系为：

其中：τ为回波延时；

根据所述公式一和微动信号向量的回波延时计算出目标散射点的距离信息，并根据所述距离信息生成第一目标微动航迹；

步骤四、对步骤二得到的所述微动信号向量做时频变换处理，计算出所述目标散射点的微动速度信息；

所述步骤四包括根据平动频率估计策略生成平动补偿频率f_u，根据所述微动信号向量计算出所对应的瞬时频率f_m，并将所述瞬时频率与所述平动补偿频率进行叠加生成微动频率f_d，即f_d＝f_m+f_u，根据公式二对所述微动频率f_d做时频变换处理，计算出所述目标散射点的微动速度信息，

其中：λ为发射波形波长；

通过时频变换计算出所述目标散射点的微动速度信息，并将提取得到的微多普勒速度引入第一目标微动航迹，进一步精确目标的微动航迹，并且将微多普勒速度引入卡尔曼滤波，并构造伪量测，进行序贯滤波，进一步精确目标位置，序贯滤波算法引入微多普勒特征提取过程中，利用多普勒量测信息提高目标的跟踪精度的同时获得高质量微动曲线，从而获得更精准的微动参数估计。

2.根据权利要求1中的超分辨测距目标跟踪的微多普勒特征提取方法，其特征在于，还包括：

步骤五、根据所述目标散射点的微动速度信息对所述第一目标微动航迹进行参数优化并生成第二微动航迹。

3.根据权利要求1中的超分辨测距目标跟踪的微多普勒特征提取方法，其特征在于，所述距离维协方差矩阵

R_r＝E{X_r(X_r)^H}，其中，E{X_r(X_r)^H}为对X_r(X_r)^H求统计平均，

所述特征值选定策略包括将所述距离维协方差矩阵R_r的特征值从大至小排列，满足第一个特征值为第l个特征值的10倍以上，即满足公式三时，将第l个及其之后的特征值作为选定特征值，

4.根据权利要求1中的超分辨测距目标跟踪的微多普勒特征提取方法，其特征在于，所述拟定信号向量所述谱峰搜索策略包括构造伪谱P_r(τ_i)，

计算所述伪谱P_r(τ_i)的峰值，峰值所对应的特征向量即为所述微动信号向量；

其中：k为调频斜率；T为脉冲重复周期。

5.根据权利要求2中的超分辨测距目标跟踪的微多普勒特征提取方法，其特征在于，所述步骤四还包括将若干微动信号向量所在的距离单元进行叠加，得到一维时间序列z(u)，并对所述一维时间序列z(u)进行时频变换:

其中g(t)为窗函数，STFT_z(t,f)中极大值点对应的频率则为目标散射点的瞬时频率f_m。