一种针对海面目标扫描雷达的超分辨率成像方法
申请人信息
- 申请人:南京理工大学
- 申请人地址:210000 江苏省南京市玄武区孝陵卫街道孝陵卫街200号
- 发明人: 南京理工大学
专利详细信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 专利名称 | 一种针对海面目标扫描雷达的超分辨率成像方法 |
| 专利类型 | 发明授权 |
| 申请号 | CN202311706434.9 |
| 申请日 | 2023/12/13 |
| 公告号 | CN117420553B |
| 公开日 | 2024/3/12 |
| IPC主分类号 | G01S13/89 |
| 权利人 | 南京理工大学 |
| 发明人 | 谭珂; 周圣麒; 陆星宇; 杨建超; 戴峥; 虞文超; 顾红; 苏卫民 |
| 地址 | 江苏省南京市玄武区孝陵卫200号 |
摘要文本
本发明涉及超分辨率成像技术领域，具体涉及一种针对海面目标扫描雷达的超分辨率成像方法，该方法包括：通过利用噪声和杂波的先验信息重新描述了观测过程，采用最大似然框架共同建模噪声和杂波分布，以获得更准确的似然函数。最后，采用迭代阈值收缩方法对似然函数进行优化求解。本发明通过使用最大似然框架来联合建模噪声和杂波，可以更准确地描述海面目标的观测过程，通过迭代阈值收缩最优方法获得稳定的目标估计，在精确估计目标的同时能够有效消除杂波和噪声的干扰。。 （来 自 专利查询网）
专利主权项内容
1.一种针对海面目标扫描雷达的超分辨率成像方法，其特征在于，包括：基于安装在飞机上的扫描雷达发射线性频率调制脉冲信号对待测海面目标进行扫描成像得到二维实波束回波，采集所述二维实波束回波并进行距离向脉冲压缩和运动补偿处理，得到二维实波束图像，所述二维实波束图像包含若干个一维距离单元回波，依次提取所述一维距离单元回波进行超分辨处理；获取所述扫描雷达的天线方向图函数；基于所述待测海面目标、天线方向图函数和一维距离单元回波建立所述扫描雷达的方位信号模型：
；其中，为方位扫描角度，/>为方位回波信号，/>为待测海面目标散射系数，/>为天线方向图函数，/>为卷积操作；考虑噪声影响描述所述扫描雷达的方位信号模型为：
；通过矩阵向量形式对考虑噪声影响描述的所述扫描雷达的方位信号模型进行离散化得到第一方位信号卷积模型：
；其中，为一个一维距离单元回波内的回波离散数据，/>，…，/>为/>的第1到/>个离散采样值，/>为向量长度；/>为一个一维距离单元回波内的目标的散射系数向量，/>，…，/>为/>的第1到/>个离散采样值，/>为向量长度；/>为天线方向图/>构造的一个/>的卷积操作矩阵，/>为噪声向量；
；其中，是具有波束中心角/>的天线方向图的离散化向量，/>，…，/>是/>的第1到/>个离散采样值；对所述扫描雷达成像过程中混合在所述二维实波束回波中的噪声数据和杂波数据进行统计建模得到概率统计模型；基于所述噪声数据和杂波数据的概率统计模型对所述第一方位信号卷积模型进行重构，得到第二方位信号卷积模型：
；其中，c是杂波向量，，/>，…，/>是/>的第1到/>个离散采样值；基于最大似然方法对所述待测海面目标进行超分辨率估计，以高概率生成待测海面目标分布，即获取所有x能最大化所述第二方位信号卷积模型决定的似然函数的取值：
；当获得所述最优估计值后，判断所述二维实波束图像中包含若干个所述一维距离单元回波是否处理完全，当所述一维距离单元回波处理完全后则输出成像结果，当所述一维距离单元回波未处理完全，则依次提取剩余未处理的所述一维距离单元回波进行超分辨率估计，直至若干所述一维距离单元回波处理完全输出成像结果；在基于最大似然方法对所述待测海面目标进行超分辨率估计时，包括：基于所述第一方位信号模型和杂波数据在通道的一维距离单元回波上进行联合建模；首先，基于噪声数据描述所述第一方位信号模型决定的所述一维距离单元回波的幅值的概率分布表示为：
<其中，是噪声方差，/>为0阶贝塞尔函数；基于瑞利分布描述所述一维距离单元回波的一维杂波分布表示为：
<基于所述第一方位信号模型决定的所述一维距离单元回波的幅值的概率分布和一维杂波分布进行联合建模得到所述第二方位信号卷积模型决定的最大似然函数：
<基于所述最大似然函数进行最大似然估计，得到最优估计值：
<