【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及信号处理，尤其涉及一种分布式平台逆合成孔径雷达对复杂运动舰船目标成像方法、系统、存储装置和电子介质。
技术介绍
1、目前，逆合成孔径雷达(inverse synthetic aperture radar,简称isar)是一种主动式微波遥感设备，能够用于动态目标的成像，尤其是对海上移动目标如舰船、飞机等的监视与跟踪。isar利用目标本身的运动(如旋转或其他复杂运动)来实现合成孔径，从而获得目标的高分辨率雷达图像。isar不依赖于平台的运动，因此适合从固定平台或相对较慢移动的平台上进行成像，特别适用于对抗快速移动或变化的目标。同时，舰船是重要的海上监测目标，进行海上舰船目标的监测，对于维护海上安全、预防海上碰撞等具有重要意义。
2、为了对海上舰船目标进行isar成像，研究人员提出了大量的运动补偿和成像算法，可以获得舰船目标的isar图像。isar成像的距离向分辨率主要取决于雷达发射脉冲的带宽，而方位向分辨率则主要取决于isar系统探测目标的成像积累角。在低海情下，受到实际成像场景的约束，即在isar成像这类远距离的观测中，isar平台自身空间位置的较大变化，能够带来的观测角度变化较小，导致成像积累角较小；在高海情下，虽然舰船目标相对于isar雷达的转动较大，但其相对转动是复杂的，经过最优成像数据段选取后，其有效成像积累角依然较小。近年来，多平台联合作战模式的发展，为提升舰船目标isar图像的分辨率带来了新的可能。
3、对于分布式isar对舰船目标成像，研究人员提出了大量的方法，这些方法往往需要根
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种分布式平台逆合成孔径雷达对复杂运动舰船目标成像方法、系统、存储装置和电子介质，能够克服以往方法模型对雷达与目标的相对运动约束过于严格导致的适用性非常有限的约束，有利于增强分布式逆合成孔径雷达对舰船目标成像的适用性，增强海上舰船目标的监测能力。
2、本专利技术采用的技术方案为：
3、一种分布式平台逆合成孔径雷达对复杂运动舰船目标成像方法，
4、包括如下步骤：
5、步骤s101、建立分布式逆合成孔径雷达在工作状态的几何模型与雷达回波模型；
6、步骤s102、补偿因各平台与目标距离不同造成的采集回波不同的初始相位，使各平台回波的初始相位一致；
7、步骤s103、最优成像时间选择，得到各平台回波最适合成像处理的数据段；
8、步骤s104、将各平台用于成像的数据段在时域上进行拼接，得到缺失孔径的回波数据；
9、步骤s105、对缺失孔径的回波数据进行重构，得到完备的回波数据；
10、步骤s106、对完备的回波数据进行运动补偿，并进行成像处理，得到目标舰船的高分辨率图像。
11、在步骤s101中，建立分布式逆合成孔径雷达在工作状态的几何模型与雷达回波模型，具体为：
12、在分布式isar观测中，各isar载机以相同的速度va沿着相同的方向飞行，在飞行方向上，每两个相邻的isar系统间等效出一个虚拟的isar系统，其位置位于相邻的两个isar系统连线的中间点上；
13、根据惯性测量单元中运动传感器提供的地理位置信息，得知各isar载机的空间位置，设各isar载机与成像目标间的距离为rγ，那么各isar接收到成像目标上某散射点的回波可以表示为：
14、
15、其中，γ表示不同的isar载机，t∈[-t/2,t/2]表示isar平台采集回波的时间范围，φ表示各isar平台的初始观测角，λ为雷达波长，r表示散射点与目标中心的距离，ωγ表示目标相对于载机γ的成像有效转动角速度，当isar平台为真实平台时，kγ＝0，当isar平台为等效虚拟平台时，kγ＝1，αab表示双基地角，即产生等效平台的两个相邻isar平台与目标中心连线的夹角，j为单位复数。
16、所述的步骤s102具体包括如下步骤：
17、对各个isar平台所接收到的回波进行相位补偿，补偿因子为：
18、
19、补偿后的回波可以表示为：
20、
21、需要特别指出的是，对于等效虚拟平台，其rγ为等效出该平台的相邻的两个isar系统连线的中间点与成像目标中心之间的距离。
22、所述的步骤s103具体包括如下步骤：
23、任取一个平台的经过初相位补偿后的回波，利用最优成像时间选择算法，计算出最适合进行成像的数据段，将该数据段的起止时间应用于所有平台所采集的数据；在最优成像时间数据段内，舰船目标相对于isar平台的有效成像转动是匀速的。
24、所述的步骤s104具体包括如下步骤：
25、对于相邻的两个isar平台a和b，以及由这两个平台得到的等效虚拟平台c，按照下述公式对各自最优成像时间段选择后的数据进行截取：
26、
27、其中，为平台a的初始观测角，为平台b的初始观测角，ω为舰船目标相对于平台的有效成像旋转角速度；对截取后的数据段进行时移，时移量分别为：
28、
29、再将时移后的数据段在时域上直接拼接；
30、对于两个以上的isar平台，分别对相邻的两个平台进行上述操作即可，并且可以认为ω＝ωγ，即舰船目标相对于任一平台的有效成像旋转角速度可代表相对于所有平台的有效成像旋转角速度。
31、所述步骤s105具体包括如下步骤：
32、将得到的具有缺失孔径的回波数据按照方位向进行如下划分：
33、g＝{g1,g2,…,gi,…,gnr}
34、其中，nr为方位向采样点数，g为整个具有缺失孔径的回波数据，gi为第i个方位向的数据，可表示如下：
35、gi＝[x1,x2,…,xna]t
36、其中，na为数据的距离向采样点数，[·]t表示向量转置操作；将第i个方位向的数据gi转换为汉克尔矩阵，表示如下：
37、
38、其中，l为一个满足2的次方的随机常数，m＝na+1-l
39、要恢复矩阵t(gi)中的缺失数据，首先定义权值矩阵如下：
40、
41、其中，是对t(gi)进行行增广使其半循环得到的矩阵，ε初始值为0，i为单位矩阵，0≤p≤1；定义湮灭滤波器为：
42、其中，hi是的第i列；在每次迭代时，根据构建格拉姆矩阵g，并利用矩阵g的特征分解在每次迭代中更新湮灭滤波器h；
43、
44、vλv*＝g
45、其中，是特征向量的正交基的集合，是相关特征值的对角矩阵；本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.分布式平台逆合成孔径雷达对复杂运动舰船目标成像方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的分布式平台逆合成孔径雷达对复杂运动舰船目标成像方法，其特征在于，在步骤S101中，建立分布式逆合成孔径雷达在工作状态的几何模型与雷达回波模型，具体为：
3.根据权利要求1所述的分布式平台逆合成孔径雷达对复杂运动舰船目标成像方法，其特征在于，所述的步骤S102具体包括如下步骤：
4.根据权利要求1所述的分布式平台逆合成孔径雷达对复杂运动舰船目标成像方法，其特征在于，所述的步骤S103具体包括如下步骤：
5.根据权利要求1所述的分布式平台逆合成孔径雷达对复杂运动舰船目标成像方法，其特征在于，所述的步骤S104具体包括如下步骤：
6.根据权利要求1所述的分布式平台逆合成孔径雷达对复杂运动舰船目标成像方法，其特征在于，所述步骤S105具体包括如下步骤：
7.根据权利要求1所述的分布式平台逆合成孔径雷达对复杂运动舰船目标成像方法，其特征在于，所述步骤S106具体包括如下步骤：
8.一种分布式平台逆合成
9.一种存储装置，其中存储有多条程序，其特征在于，所述程序应用由处理器加载并执行以实现权利要求1-7任一所述的含分布式平台逆合成孔径雷达对复杂运动舰船目标成像方法。
10.一种电子设备，包括存储装置、处理器；处理器，适用于执行各条程序；存储器，是用于存储多条程序；其特征在于，所述存储器执行所述处理器上的程序时实现如权利要求1-7任一所述的含分布式平台逆合成孔径雷达对复杂运动舰船目标成像方法。
...【技术特征摘要】
1.分布式平台逆合成孔径雷达对复杂运动舰船目标成像方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的分布式平台逆合成孔径雷达对复杂运动舰船目标成像方法，其特征在于，在步骤s101中，建立分布式逆合成孔径雷达在工作状态的几何模型与雷达回波模型，具体为：
3.根据权利要求1所述的分布式平台逆合成孔径雷达对复杂运动舰船目标成像方法，其特征在于，所述的步骤s102具体包括如下步骤：
4.根据权利要求1所述的分布式平台逆合成孔径雷达对复杂运动舰船目标成像方法，其特征在于，所述的步骤s103具体包括如下步骤：
5.根据权利要求1所述的分布式平台逆合成孔径雷达对复杂运动舰船目标成像方法，其特征在于，所述的步骤s104具体包括如下步骤：
6.根据权利要求1所述的分布式平台逆...
【专利技术属性】
技术研发人员：李宁，王玮斌，舒高峰，毋琳，赵建辉，黄亚博，
申请(专利权)人：河南大学，
类型：发明
国别省市：
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