機(jī)載雷達(dá)快速最大后驗(yàn)成像方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種機(jī)載雷達(dá)快速最大后驗(yàn)成像方法，包括以下步驟：S1、對(duì)二維回波數(shù)據(jù)進(jìn)行距離向脈沖壓縮；S2、獲取天線方向圖信息，構(gòu)造卷積矩陣；S3、導(dǎo)出乘性迭代求解公式；S4、初始化迭代；S5、初始化向量外推預(yù)測(cè)；S6、向量外推預(yù)測(cè)迭代，利用相鄰的前三次的迭代結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步向量預(yù)測(cè)，并將預(yù)測(cè)結(jié)果帶入乘性迭代求解公式得到下一次迭代結(jié)果；S7、判斷相鄰兩次迭代結(jié)果是否滿足迭代終止條件，若滿足則進(jìn)行步驟S8；否則返回步驟S6；S8、對(duì)回波的每行數(shù)據(jù)按照步驟S4～S7進(jìn)行處理，處理完成后輸出成像結(jié)果。本發(fā)明在傳統(tǒng)迭代步驟之前利用向量外推方法增加一步預(yù)測(cè)來估計(jì)目標(biāo)，可以在保證銳化效果的前提下，有效減少迭代所需次數(shù)，提高運(yùn)算效率。
【專利說明】
機(jī)載雷達(dá)快速最大后驗(yàn)成像方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于雷達(dá)成像技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種機(jī)載雷達(dá)快速最大后驗(yàn)成像方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 雷達(dá)成像技術(shù)憑借其全天時(shí)、全天候和高成像質(zhì)量的優(yōu)點(diǎn)，已成為當(dāng)今探測(cè)領(lǐng)域 不可取代的技術(shù)手段，在民用、軍事領(lǐng)域都發(fā)揮著越來越重要的作用。由于常規(guī)的單站SAR 和DBS技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)前視成像，實(shí)波束機(jī)載掃描雷達(dá)波束銳化技術(shù)成為實(shí)現(xiàn)前視成像的一 種重要技術(shù)手段。
[0003] 文南犬"Iterative noncoherent angular superresolution''（Richards M.Radar Conference，1988^Proceedings of the 1988IEEE National .IEEE,1988:100-105.)米用 了一種非線性限制迭代逆濾波技術(shù)對(duì)實(shí)波束進(jìn)行銳化，但此方法沒有利用噪聲和目標(biāo)的先 驗(yàn)信息，在低信噪比情況下性能較差。文獻(xiàn)"Superresolution of coherent sources in real-beam data"（Uttam S,Goodman N.Aerospace and Electronic Systems,IEEE Transactions on,2010,46(3): 1557-1566.)利用掃描回波的二階統(tǒng)計(jì)特性對(duì)回波進(jìn)行銳 化，但此方法需要大量快拍數(shù)，無法應(yīng)用在在單次或快拍數(shù)較少的情況。文獻(xiàn)"Bay e s i an Deconvolution for Angular Super-Resolution in Forward-Looking Scanning Radar" (Zha Y,Huang Y,Sun Z，et al. .Sensors,2015,15(3) :6924-6946)在貝葉斯框架下導(dǎo)出最 大后驗(yàn)算法，利用噪聲與目標(biāo)的先驗(yàn)信息對(duì)目標(biāo)散射系數(shù)進(jìn)行估計(jì)，取得了魯棒性較強(qiáng)的 波束銳化結(jié)果，但由于采用的乘性迭代策略收斂速度慢限制了其在實(shí)時(shí)處理中的應(yīng)用。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明的目的是針對(duì)【背景技術(shù)】存在的缺陷，提供一種利用最大后驗(yàn)方法相鄰迭代 向量方向的相似性，在傳統(tǒng)迭代步驟之前利用向量外推方法增加一步預(yù)測(cè)來估計(jì)目標(biāo)，解 決了最大后驗(yàn)迭代方法里存在的收斂速度慢和無法實(shí)時(shí)成像問題的機(jī)載雷達(dá)快速最大后 驗(yàn)成像方法。
[0005] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：機(jī)載雷達(dá)快速最大后驗(yàn)成像方法， 包括以下步驟：
[0006] S1、對(duì)二維回波數(shù)據(jù)進(jìn)行距離向脈沖壓縮；
[0007] S2、獲取天線方向圖信息，根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)對(duì)天線方向圖離散化，得到離散化的天線 方向圖，由離散化的天線方向圖構(gòu)造卷積矩陣；
[0008] S3、根據(jù)步驟S2得到的卷積矩陣導(dǎo)出乘性迭代求解公式；
[0009] S4、初始化迭代，對(duì)二維回波信號(hào)的一行數(shù)據(jù)取幅值，并將其設(shè)置為迭代初始值， 利用乘性迭代求解公式得到第一次迭代結(jié)果，再利用第一次迭代結(jié)果和乘性迭代求解公式 得到第二次迭代結(jié)果；
[0010] S5、初始化向量外推預(yù)測(cè)，利用第二次迭代結(jié)果、第一次迭代結(jié)果和迭代初始值進(jìn) 行第一步向量預(yù)測(cè)，并將得到的預(yù)測(cè)結(jié)果帶入乘性迭代求解公式得到第三次迭代結(jié)果；
[0011] S6、向量外推預(yù)測(cè)迭代，利用相鄰的前三次的迭代結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步向量預(yù)測(cè)，并將 得到的預(yù)測(cè)結(jié)果帶入乘性迭代求解公式得到下一次迭代結(jié)果；
[0012] S7、判斷相鄰兩次迭代結(jié)果是否滿足迭代終止條件，若滿足則進(jìn)行步驟S8;否則返 回步驟S6，繼續(xù)進(jìn)行迭代計(jì)算直至滿足迭代終止條件；
[0013] S8、輸出成像結(jié)果，對(duì)回波的每行數(shù)據(jù)按照步驟S4~S7進(jìn)行處理，處理完成后輸出 成像結(jié)果。
[0014] 進(jìn)一步地，步驟S1具體實(shí)現(xiàn)方法為:針對(duì)獲取的二維回波數(shù)據(jù)Echo(T，t)，利用雷 達(dá)發(fā)射信號(hào)參數(shù)構(gòu)造距離向脈沖壓縮參考函數(shù)1'6€61'(1：)=61口（；[311^1： 2)，其中1^=1010^/11 s，T = -lys~lys;將二維回波數(shù)據(jù)Ech0(T， t)沿距離向做傅里葉變換，將傅里葉變換得到的 結(jié)果與距離向脈沖壓縮參考函數(shù)的傅里葉變換的共輒refef(f)相乘，再將相乘后結(jié)果變 換到時(shí)域，完成對(duì)二維回波數(shù)據(jù)Echo( T，t)的距離向脈沖壓縮;記壓縮后的回波數(shù)據(jù)為s(t， t)，其大小為MXL，其中M為回波數(shù)據(jù)的距離采樣點(diǎn)數(shù)，L為方位采樣點(diǎn)數(shù)。
[0015] 進(jìn)一步地，步驟S2具體實(shí)現(xiàn)方法為:獲取天線方向圖信息，根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)對(duì)天線方 向圖離散化，得到離散化的天線方向圖hitholu. . .h^]，其長(zhǎng)度
；由此天線方向 圖構(gòu)造卷積矩陣H:
[0017]其中，9為天線方向圖波束寬度，《為掃描速度，prf為脈沖重復(fù)頻率。
[0018] 進(jìn)一步地，步驟S3具體實(shí)現(xiàn)方法為:根據(jù)以下成像模型導(dǎo)出乘性迭代求解公式：
[0019] s = Hx+n (1)
[0020] 其中，x為待求解的目標(biāo)函數(shù)，s為方位回波，n為噪聲；
[0021 ]將噪聲和目標(biāo)函數(shù)分別建模為泊松分布和拉普拉斯分布，得到方位回波的后驗(yàn)概 率密度：
(2 >
[0023]其中，〇為分布參數(shù)，則目標(biāo)函數(shù)為此后驗(yàn)概率密度的自然對(duì)數(shù)：
[0025]將上式中與變量x無關(guān)的項(xiàng)略去，得到新的目標(biāo)函數(shù)為：
U) (3)
[0027] | |x| h為向量x的一范數(shù);對(duì)此目標(biāo)函數(shù)求導(dǎo)，得到其梯度為：
[0029] 其中e是為解決一范數(shù)的不可導(dǎo)性而引入的一個(gè)很小的常量;diag{ ?}為對(duì)角矩 陣；
[0030] 最后結(jié)合目標(biāo)函數(shù)導(dǎo)數(shù)由固定點(diǎn)求解策略得到乘性迭代公式：
(6)
[0032]其中，》和》+1為相鄰兩次迭代結(jié)果。
[0033]進(jìn)一步地，步驟S4具體實(shí)現(xiàn)方法為:對(duì)二維回波信號(hào)s(i，t)的一行數(shù)據(jù)取幅值，即 為待處理的原始方位回波S，并將其設(shè)置為迭代初始值X0;利用公式(6)，得到迭代結(jié)果X1;再 利用 X1和迭代公式(6)得到第二次迭代結(jié)果x2。
[0034] 進(jìn)一步地，步驟S5具體實(shí)現(xiàn)方法為：利用^、^、1〇，根據(jù)式(7)進(jìn)行第一步向量預(yù) 測(cè)：
[0035] yi = X2+a2h2 (7)
[0036] 其中，
[0037] h2 = X2~xi (8)
C9)
[0039] g2 = X2~xi (10)
[0040] gi = xi-xo (11)
[0041] 得到預(yù)測(cè)結(jié)果yi，并將yi賦值給Xk代入迭代公式(6)，得到第三次迭代結(jié)果 X3,并將 得到的X3、X2、yi、g2分別賦值給Xk、Xk-i，yk，gk-1，為下一次迭代做準(zhǔn)備。
[0042] 進(jìn)一步地，步驟S6具體實(shí)現(xiàn)方法為:將xk、xk-i，yk，gk-i，代入式（12)進(jìn)行一步預(yù)測(cè)
[0043] yk+i = Xk+akhk (12)
[0044] 其中，
[0045] hk = xk~x-ki (13)
(14)
[0047] gk = xk~yk (15)
[0048]得到預(yù)測(cè)結(jié)果yk+1，并將其賦值給a，代入公式(6)，得到迭代結(jié)果xk+1。
[0049] 進(jìn)一步地，步驟S7的具體實(shí)現(xiàn)方法為:判斷相鄰兩次迭代結(jié)果是否滿足下列迭代 終止條件：
[0050] |xk+i-xk| |2<8 (16)
[0051] 其中，S為用戶設(shè)定的閾值;若相鄰兩次迭代結(jié)果Xk+1、Xk滿足式（16)，則進(jìn)入步驟 38 ;若不滿足則將11<+1^、5^+1、81<分別賦值給11^1{-1、5^、和81<-1，返回步驟36，直至滿足迭代 終止條件。
[0052]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明采用的快速迭代求解策略利用了最大后驗(yàn)方法相鄰 迭代向量方向的相似性，在傳統(tǒng)迭代步驟之前利用向量外推方法增加一步預(yù)測(cè)來估計(jì)目 標(biāo)，可以在保證銳化效果的前提下，有效減少迭代所需次數(shù)，由于預(yù)測(cè)步驟計(jì)算量小，不會(huì) 顯著增加每次迭代所需時(shí)間，因此能大幅度減少算法的最終運(yùn)算時(shí)間，提尚運(yùn)算效率，解決 了最大后驗(yàn)算法無法實(shí)時(shí)成像的問題。
【附圖說明】
[0053]圖1是本發(fā)明具體實(shí)施例中采用的實(shí)波束前視掃描雷達(dá)(RBSR)成像示意圖；
[0054]圖2是本發(fā)明具體實(shí)施例中采用的目標(biāo)場(chǎng)景布置圖；圖中的黑色圓點(diǎn)為布置于地 面上的3個(gè)點(diǎn)目標(biāo)，這3個(gè)點(diǎn)沿方位方向間隔0.2° ;
[0055]圖3是本發(fā)明方法的流程框圖；
[0056]圖4是本發(fā)明具體實(shí)施例中距離向脈沖壓縮后的數(shù)據(jù)；
[0057]圖5是本發(fā)明具體實(shí)施例中距離向脈沖壓縮后目標(biāo)所在距離單元的剖面圖；
[0058]圖6是本發(fā)明具體實(shí)施例中迭代1125次后結(jié)果；
[0059] 圖7是圖6結(jié)果中目標(biāo)所在距離單元的剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0060] 本發(fā)明主要采用仿真實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行驗(yàn)證，所以步驟、結(jié)論都在Matlab2012上驗(yàn) 證正確。下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明方法做進(jìn)一步的闡述。
[0061] 圖1是本實(shí)施例所采用的實(shí)波束前視掃描雷達(dá)(RBSR)成像示意圖，雷達(dá)邊掃描邊 發(fā)射線性調(diào)頻信號(hào)，其系統(tǒng)參數(shù)與掃描參數(shù)如表一所示，則方位采樣點(diǎn)數(shù)L = 334。圖2展示 了仿真目標(biāo)場(chǎng)景，其主要目標(biāo)為斜距3km處相鄰的三個(gè)等幅度的點(diǎn)，方位間距為0.2°。以采 樣率 fr=100MHz對(duì)距離向回波進(jìn)行采樣，得到回波矩陣，記為Echo(T， t)，其大小為440X 334〇
[0062]表一雷達(dá)系統(tǒng)參數(shù)與掃描參數(shù)
[0064]如圖3所示，本發(fā)明的機(jī)載雷達(dá)快速最大后驗(yàn)成像方法，包括以下步驟：
[0065] S1、對(duì)二維回波數(shù)據(jù)進(jìn)行距離向脈沖壓縮;其具體實(shí)現(xiàn)方法為:針對(duì)獲取的二維回 波數(shù)據(jù)Echo(T，t)，利用雷達(dá)發(fā)射信號(hào)參數(shù)構(gòu)造距離向脈沖壓縮參考函數(shù)refer( T) = eXp(i 3^了2)，其中1^=101抱/沾，了 = -1此~1此;將二維回波數(shù)據(jù)￡(*〇(了3)沿距離向做傅里葉變 換，將傅里葉變換得到的結(jié)果與距離向脈沖壓縮參考函數(shù)的傅里葉變換的共輒refef(f) 相乘，再將相乘后結(jié)果變換到時(shí)域，完成對(duì)二維回波數(shù)據(jù)Echo(T，t)的距離向脈沖壓縮;記 壓縮后的回波數(shù)據(jù)為sb，t)，其大小保持440X334不變，如圖4所示。
[0066] S2、獲取天線方向圖信息，根據(jù)天線方向圖寬度0、脈沖重復(fù)頻率prf和掃描速度《 對(duì)掃描天線方向圖離散化，由
：可得到離散化的天線方向圖點(diǎn)數(shù)m = 6 6，則h =
[hohi…h(huán)65]，由此天線方向圖構(gòu)造卷積矩陣H:
[0068] S3、根據(jù)步驟S2得到的卷積矩陣導(dǎo)出乘性迭代求解公式;具體實(shí)現(xiàn)方法為:根據(jù)以 下成像模型導(dǎo)出乘性迭代求解公式：
[0069] s = Hx+n (1)
[0070] 其中，x為待求解的目標(biāo)函數(shù)，s為方位回波，n為噪聲；
[0071 ]將噪聲和目標(biāo)函數(shù)分別建模為泊松分布和拉普拉斯分布，得到方位回波的后驗(yàn)概 率密度：
(2)
[0073]其中，〇為分布參數(shù)，則目標(biāo)函數(shù)為此后驗(yàn)概率密度的自然對(duì)數(shù)：
(3>
[0075]將上式中與變量x無關(guān)的項(xiàng)略去，得到新的目標(biāo)函數(shù)為：
(4)
[0077] | |x| h為向量x的一范數(shù);對(duì)此目標(biāo)函數(shù)求導(dǎo)，得到其梯度為：
(5)
[0079] 其中，e是為解決一范數(shù)的不可導(dǎo)性而引入的一個(gè)很小的常量，diag{ ?}為對(duì)角矩 陣;本實(shí)施例中〇取9.8，e取10e(_8)。
[0080] 最后結(jié)合目標(biāo)函數(shù)導(dǎo)數(shù)由固定點(diǎn)求解策略得到乘性迭代公式： (6)
[0082]其中，》和》+1為相鄰兩次迭代結(jié)果。
[0083] S4、初始化迭代，對(duì)二維回波信號(hào)的一行數(shù)據(jù)取幅值，并將其設(shè)置為迭代初始值， 利用乘性迭代求解公式得到第一次迭代結(jié)果，再利用第一次迭代結(jié)果和乘性迭代求解公式 得到第二次迭代結(jié)果;具體實(shí)現(xiàn)方法為:對(duì)二維回波信號(hào)sb，t)的一行數(shù)據(jù)取幅值，即為待 處理的原始方位回波S，并將其設(shè)置為迭代初始值X0;利用公式(6)，得到迭代結(jié)果 X1;再利用 X1和迭代公式(6)得到第二次迭代結(jié)果X2。
[0084] S5、初始化向量外推預(yù)測(cè)，利用第二次迭代結(jié)果、第一次迭代結(jié)果和迭代初始值進(jìn) 行第一步向量預(yù)測(cè)，并將得到的預(yù)測(cè)結(jié)果帶入乘性迭代求解公式得到第三次迭代結(jié)果;具 體實(shí)現(xiàn)方法為:利用 X2、X1、XQ，根據(jù)式(7)進(jìn)行第一步向量預(yù)測(cè)：
[0085] yi = X2+a2h2 (7)
[0086] 其中，
[0087] h2 = X2~xi (8)
19)
[0089] g2 = X2~xi (10)
[0090] gi = xi-xo (11)
[0091] 得到預(yù)測(cè)結(jié)果yi，并將yi賦值給Xk代入迭代公式(6)，得到第三次迭代結(jié)果 X3,并將 得到的X3、X2、yi、g2分別賦值給Xk、Xk-i，yk，gk-1，為下一次迭代做準(zhǔn)備。
[0092] S6、向量外推預(yù)測(cè)迭代，利用相鄰的前三次的迭代結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步向量預(yù)測(cè)，并將 得到的預(yù)測(cè)結(jié)果帶入乘性迭代求解公式得到下一次迭代結(jié)果;具體實(shí)現(xiàn)方法為:將XhXk-i， yiogk-i，代入式(12)進(jìn)行一步預(yù)測(cè)
[0093] yk+i = Xk+akhk (12)
[0094] 其中，
[0095] hk = xk~x-ki (13)
(14)
[0097] gk = xk~yk (15)
[0098]得到預(yù)測(cè)結(jié)果yk+1，并將其賦值給xk，代入公式(6)，得到迭代結(jié)果x k+1。
[0099] S7、判斷相鄰兩次迭代結(jié)果是否滿足迭代終止條件，若滿足則進(jìn)行步驟S8;否則返 回步驟S6，繼續(xù)進(jìn)行迭代計(jì)算直至滿足迭代終止條件;具體實(shí)現(xiàn)方法為:判斷相鄰兩次迭代 結(jié)果是否滿足下列迭代終止條件：
[0100] |xk+i-xk| |2<8 (16)
[0101] 其中，S為用戶設(shè)定的閾值，本實(shí)施例S取為0.001;若相鄰兩次迭代結(jié)果xk+1、xk滿 足式（16)，則進(jìn)入步驟S8;若不滿足則將xk+i、xk、yk+i、gk分別賦值給xk、xk-i、yk、和gk-1，返回 步驟S6，直至滿足迭代終止條件。
[0102] S8、輸出成像結(jié)果，對(duì)回波的440行數(shù)據(jù)按照步驟S4~S7進(jìn)行處理，處理完成后輸 出成像結(jié)果。
[0103] 目標(biāo)回波經(jīng)脈沖壓縮后的仿真結(jié)果s(T，t)及目標(biāo)點(diǎn)所在行的剖面圖如圖4、圖5所 示，由于三個(gè)點(diǎn)目標(biāo)方位間隔小于天線波束寬度，故在實(shí)波束回波中無法分別三點(diǎn)，圖6、圖 7為本發(fā)明的快速最大后驗(yàn)方法迭代1125次后結(jié)果，從結(jié)果可以看出三個(gè)目標(biāo)點(diǎn)被明顯分 開，且幅度差異不大;表二為【背景技術(shù)】最大后驗(yàn)方法銳化結(jié)果的均方值誤差達(dá)到圖7所示結(jié) 果的均方值誤差水平時(shí)所需迭代次數(shù)和計(jì)算時(shí)間。從表中可以看出要得到快速迭代方法 1125次時(shí)的銳化結(jié)果，原始最大后驗(yàn)方法需要迭代14816次，即收斂速度提高了近13.2倍； 通過對(duì)比兩種方法所需時(shí)間可知運(yùn)算效率提高了近12.6倍，說明本發(fā)明的算法相較于原始 方法確實(shí)可以更高效的對(duì)實(shí)波束進(jìn)行銳化。
[0104] 表二迭代次數(shù)與計(jì)算時(shí)間表
[0106]本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到，這里所述的實(shí)施例是為了幫助讀者理解本發(fā) 明的原理，應(yīng)被理解為本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于這樣的特別陳述和實(shí)施例。本領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明公開的這些技術(shù)啟示做出各種不脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)的其它各 種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 機(jī)載雷達(dá)快速最大后驗(yàn)成像方法，其特征在于，包括以下步驟： 51、 對(duì)二維回波數(shù)據(jù)進(jìn)行距離向脈沖壓縮； 52、 獲取天線方向圖信息，根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)對(duì)天線方向圖離散化，得到離散化的天線方向 圖，由離散化的天線方向圖構(gòu)造卷積矩陣； 53、 根據(jù)步驟S2得到的卷積矩陣導(dǎo)出乘性迭代求解公式； 54、 初始化迭代，對(duì)二維回波信號(hào)的一行數(shù)據(jù)取幅值，并將其設(shè)置為迭代初始值，利用 乘性迭代求解公式得到第一次迭代結(jié)果，再利用第一次迭代結(jié)果和乘性迭代求解公式得到 第二次迭代結(jié)果； 55、 初始化向量外推預(yù)測(cè)，利用第二次迭代結(jié)果、第一次迭代結(jié)果和迭代初始值進(jìn)行第 一步向量預(yù)測(cè)，并將得到的預(yù)測(cè)結(jié)果帶入乘性迭代求解公式得到第三次迭代結(jié)果； 56、 向量外推預(yù)測(cè)迭代，利用相鄰的前三次的迭代結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步向量預(yù)測(cè)，并將得到 的預(yù)測(cè)結(jié)果帶入乘性迭代求解公式得到下一次迭代結(jié)果； 57、 判斷相鄰兩次迭代結(jié)果是否滿足迭代終止條件，若滿足則進(jìn)行步驟S8;否則返回步 驟S6，繼續(xù)進(jìn)行迭代計(jì)算直至滿足迭代終止條件； 58、 輸出成像結(jié)果，對(duì)回波的每行數(shù)據(jù)按照步驟S4~S7進(jìn)行處理，處理完成后輸出成像 結(jié)果。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)載雷達(dá)快速最大后驗(yàn)成像方法，其特征在于，所述的步驟Sl 具體實(shí)現(xiàn)方法為:針對(duì)獲取的二維回波數(shù)據(jù)Echo (τ，t )，利用雷達(dá)發(fā)射信號(hào)參數(shù)構(gòu)造距離向 脈沖壓縮參考函數(shù)代€61"(1：)=61口（;[311^2)，其中1^=101!^/^，1 = -]^~]^;將二維回波 數(shù)據(jù)Echo(T，t)沿距離向做傅里葉變換，將傅里葉變換得到的結(jié)果與距離向脈沖壓縮參考 函數(shù)的傅里葉變換的共輒refef(f)相乘，再將相乘后結(jié)果變換到時(shí)域，完成對(duì)二維回波數(shù) 據(jù)Echo(T，t)的距離向脈沖壓縮;記壓縮后的回波數(shù)據(jù)為s(T，t)，其大小為MXL，其中M為回 波數(shù)據(jù)的距離采樣點(diǎn)數(shù)，L為方位采樣點(diǎn)數(shù)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)載雷達(dá)快速最大后驗(yàn)成像方法，其特征在于，所述的步驟S2 具體實(shí)現(xiàn)方法為:獲取天線方向圖信息，根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)對(duì)天線方向圖離散化，得到離散化的 天線方向圖h= [holn. . .h^]，其長(zhǎng)度W =叾^：;由此天線方向圖構(gòu)造卷積矩陣H:其中，Θ為天線方向圖波束寬度，ω為掃描速度，prf為脈沖重復(fù)頻率。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)載雷達(dá)快速最大后驗(yàn)成像方法，其特征在于，所述的步驟S3 具體實(shí)現(xiàn)方法為:根據(jù)以下成像模型導(dǎo)出乘性迭代求解公式： s = Hx+n (1) 其中，X為待求解的目標(biāo)函數(shù)，S為方位回波，η為噪聲； 將噪聲和目標(biāo)函數(shù)分別建模為泊松分布和拉普拉斯分布，得到方位回波的后驗(yàn)概率密 度： 其中，Xk和Xk+l為相鄰兩次迭代結(jié)果。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的機(jī)載雷達(dá)快速最大后驗(yàn)成像方法，其特征在于，所述的步驟S4 具體實(shí)現(xiàn)方法為:對(duì)二維回波信號(hào)s(i，t)的一行數(shù)據(jù)取幅值，即為待處理的原始方位回波 s，并將其設(shè)置為迭代初始值XQ;利用公式(6)，得到迭代結(jié)果X1;再利用X1和迭代公式(6)得 到第二次迭代結(jié)果X2。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)載雷達(dá)快速最大后驗(yàn)成像方法，其特征在于，所述的步驟S5 具體實(shí)現(xiàn)方法為:利用X2、 X1、XQ，根據(jù)式(7)進(jìn)行第一步向量預(yù)測(cè)：(9) g2 = X2_Xl (10)gi = xi-xo (11) 得到預(yù)測(cè)結(jié)果，并將yl賦值給xk代入迭代公式(6)，得到第三次迭代結(jié)果X3,并將得到 的X3、X2、yi、g2分別賦值給Xk、Xk-1，yk，gk-1，為下一次迭代做準(zhǔn)備。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的機(jī)載雷達(dá)快速最大后驗(yàn)成像方法，其特征在于，所述的步驟S6 具體實(shí)現(xiàn)方法為:將a、χη，yk，g k-i，代入式(12)進(jìn)行一步預(yù)測(cè) yk+i = xk+Qkhk (12) (14) 得到預(yù)測(cè)結(jié)果yk+1，并將其賦值給a，代入公式⑹，得到迭代結(jié)果xk+1。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的機(jī)載雷達(dá)快速最大后驗(yàn)成像方法，其特征在于，所述的步驟S7 的具體實(shí)現(xiàn)方法為:判斷相鄰兩次迭代結(jié)果是否滿足下列迭代終止條件： Xk+1-Xk| |2<δ (16) 其中，S為用戶設(shè)定的閾值;若相鄰兩次迭代結(jié)果Xk+1、Xk滿足式（16)，則進(jìn)入步驟S8;若 不滿足則將xk+i、Xk、yk+i、gk分別賦值給Xk、xk-i、yk、和gk-i，返回步驟S6，直至滿足迭代終止條 件。
【文檔編號(hào)】G01S13/89GK105891826SQ201610196587
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年3月31日
【發(fā)明人】李文超, 譚珂, 楊建宇, 黃鈺林, 裴季方, 張永超, 毛德慶, 吳陽, 李昌林
【申請(qǐng)人】電子科技大學(xué)