[发明专利]一种基于几何结构直接建立散射中心模型的方法

说明书

本发明公开了一种基于几何结构直接建立散射中心模型的方法，针对空气动力目标或弹道导弹目标网格文件的处理方案，对于平面曲面分别提取几何信息，通过网格文件直接计算该类型目标的几何信息，根据得到的空气动力目标或弹道导弹目标的几何信息以及该空气动力目标或弹道导弹目标的散射机理，完成散射中心模型的构建，本发明能够直接建立散射中心模型，具有节约计算资源、减少计算时间的效果。

技术领域

本发明属于雷达目标特性建模的技术领域，具体涉及一种基于几何结构直接建立散射中心模型的方法。

背景技术

在高频区，雷达目标总散射场可以表示为若干个局部散射源贡献的相干叠加，这些局部源通常称为散射中心。散射中心的研究从20世纪50年代发展至今，伴随着雷达系统性能的提高以及电磁散射机理研究的深入，衍生出多种典型模型，包括点散射中心模型、衰减指数模型、基于几何绕射理论(GTD)的散射中心模型以及属性散射中心模型等。点散射中心模型作为早期的散射中心模型，由于其受限于当时的雷达分辨率，模型表达式中含有入射波频率、雷达方位角以及散射中心位置，但其幅值为常数，不够精确。衰减指数模型中考虑到了散射中心幅度的频率依赖因子和方位依赖因子，但还没有加入电磁散射机理的参数。基于GTD的散射中心模型中，引入了基于不同散射机理的幂函数项，但由于其不能描述散射中心随观测方位的变化，有很大的局限性。目前广泛使用的散射中心模型是属性散射中心模型，其在GTD的散射中心模型的基础上，增加了散射中心类型以及雷达观测方位关系对散射中心幅度的描述。

散射中心模型中包含的未知参数需要确定后才能形成完整的散射中心模型。提取散射中心参数常用的方法有两种，一种是依据目标回波估计散射中心模型中的参数，即逆向建模。该方法存在的问题是，当图像分辨率不高时，易产生混叠现象，限制了对散射中心参数的估计，当增加频带和观测角度范围时，计算量也相应增大。另一种方法是通过已知的几何结构和雷达参数，计算获得局部散射贡献，再通过参数化方法估计对应的散射中心参数，即正向建模。该方法的最大局限在于只能针对合作目标使用，对于非合作目标不能直接使用，只能在对其外形进行估计后使用。

目前针对雷达目标散射中心的正向建模方法有高频区雷达目标散射中心正向自动化建模方法，其主要步骤包括：

1.构建目标模型的CAD文件

2.对目标模型进行一级部件分区编号

3.在一级分区基础上对目标进行二级表面分区编号

4.将雷达入射平面波以射线形式平行射向得到的分区剖分后的网格模型，通过射线追踪和射线分集，找到强散射中心以及其来源

5.对强散射中心模型属性参数进行正向推算

上述方案中，由于在步骤4、步骤5中涉及了如射线分集与追踪以及物理光学法等，需要大量计算，占用了较多的计算资源且耗时较长。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于几何结构直接建立散射中心模型的方法，能够避免大量计算，直接建立散射中心模型。

实现本发明的技术方案如下：

一种基于几何结构直接建立散射中心模型的方法，包括以下步骤：

步骤一、读取并输入空气动力目标(如飞行器等)或弹道导弹目标(如弹头类目标)模型的网格文件；

步骤二、依据相邻三角面元的外法向量的连续性，区分所述目标模型中的平面区域与曲面区域；

步骤三、对于步骤二所述的平面区域，依据平面的轮廓信息，找其端点位置及边缘长度信息，作为平面区域的几何参数；

对于步骤二所述的曲面区域，通过找到曲面区域中存在的轮廓，将曲面区域划分为独立的局域曲面；

步骤四、对于步骤三所述的每一个局域曲面，依据曲率信息判断其为单曲面或为双曲面；