[发明专利]矢量建模优化反演的运动目标三维成像方法

权利要求书

1.一种矢量建模优化反演的运动目标三维成像方法，其特征在于，包括如下：

(1)对ISAR单基地雷达系统在一次观测时间段内接收的回波信号，依次进行解线频调、平动补偿和快时间维傅里叶变换，得到预处理后的ISAR回波；

(2)利用雷达自身运动参数，构建三维重构坐标系X′-Y′-Z′；

(3)利用构建的三维重构坐标系X′-Y′-Z′，构建目标散射点在三维重构坐标系下的三维重构坐标x、y、z的表达式：

其中，r是散射点到散射点中心的向量，i(0)是t_m＝0时刻雷达视线方向单位向量，t_m为慢时间，R_Δ是目标散射点到散射点中心的向量沿距离维方向投影的距离，v是雷达的运动速度，w是目标散射点在中间方向向量n₄上的投影长度，θ是中间方向向量n₄和方位维方向向量方向n₂之间的夹角；

(4)利用预处理后的ISAR回波和三维重构坐标x、y、z的表达式，建立求解目标三维重构坐标的稀疏优化问题：

其中，argmax(·)表示取函数自变量最大值运算，||·||表示向量取模运算，||·||₂表示l₂范数，s为预处理后的回波信号，A(α)是参数化冗余字典，α是字典原子集合，α＝[α₁，α₂,…,α_i,…,α_N]，N是字典原子数，α_i＝[x_p,y_q,z_r]^T是参数化冗余字典中的第i个参数向量，x_p是距离维参数集合中第p个参数，y_q是散射点的方位维参数集合中第q个参数，z_r是高度维参数集合中第r个参数，是目标三维重构坐标，η是估计信号幅度，ε是信号残余误差；

(5)采用正交匹配寻踪OMP算法求解稀疏优化问题，得到目标的三维重构坐标向量完成ISAR目标的三维重构，其中是目标第k个散射点的三维重构坐标向量，M是目标散射点的个数，(·)^T是转置运算，和是第k个散射点的三维重构坐标。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：(1)中对回波信号依次进行解线频调、平动补偿和快时间维傅里叶变换，实现公式如下：

(1a)通过下式对原始信号进行解线频调和平动补偿处理：

其中，S_if(f_i,t_m)为解线频调和平动补偿处理后的回波信号，R_Δ＝R_i-R_ref，R_i是目标任意散射点到雷达的距离，R_ref是目标参考点到雷达的距离，A是信号幅度，T_p是脉冲宽度，f_i是信号距离维频率，γ是快时间维调频率，f_d是多普勒频率，γ_d是多普勒调频率，c为光速，f_c是载频，t_m是慢时间；

(1b)对解线频调和平动补偿处理后的回波信号S_if(f_i,t_m)作快时间维傅里叶变换，得到预处理后的ISAR回波信号

其中，是快时间。