基于牛顿法的地基合成孔径雷达动目标参数估计方法及装置

allin2025-06-10  17


本发明涉及合成孔径雷达动目标参数估计,尤其涉及一种基于牛顿法的地基合成孔径雷达动目标参数估计方法及装置。


背景技术:

1、本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

2、地基合成孔径雷达(ground based synthetic aperture radar,gbsar)基于差分干涉技术可以获得被观测区域的亚毫米级形变信息,是一种能够长时间、连续监测的有效手段。gbsar形变反演利用干涉相位信息,其反演精度依赖于高相干性。然而矿区中连续运动的车辆会产生大量散焦、偏移信号覆盖在图像上,影响干涉相位,引起噪声去相干,降低形变量反演精度。因此,为了去除动目标信号的影响,需要对gbsar观测场景中的动目标进行参数估计。由于动目标极易在gbsar获取的静止场景图像中发生散焦,因此直接对其进行参数估计难度较大。

3、与传统的星机载sar相比,gbsar系统的脉冲重复频率(prf)低且载机移动速度慢。而传统的目标参数估计方法往往要求系统具有较高的prf,因此传统参数估计方法不能直接应用于gbsar系统。并且由于动目标速度难以估计,传统方法需要通过设置速度阈值,遍历求解的方式完成参数估计。因此该类方法所需的计算量大,导致参数估计耗时长,且目标参数估计效率低。

4、因此,亟需一种可以克服上述问题的地基合成孔径雷达动目标参数估计方法。


技术实现思路

1、本发明实施例提供一种基于牛顿法的地基合成孔径雷达动目标参数估计方法,用以提高地基合成孔径雷达动目标参数估计效率,减少地基合成孔径雷达动目标参数估计耗时,该方法包括:

2、获取地基合成孔径雷达的回波图像数据;所述回波图像数据包括动目标;

3、采用距离多普勒算法,对回波图像数据中动目标进行重聚焦处理,得到重聚焦成像后图像;

4、确定重聚焦成像后图像的熵值表达式;所述熵值表达式中包括动目标的待估计参数;

5、设置待估计参数的初始值;

6、采用牛顿法,根据待估计参数的初始值,对熵值表达式进行迭代求解,输出待估计参数的结果值;其中,该熵值表达式中熵值的结果值最小时对应的待估计参数的数值为输出的待估计参数的结果值。

7、本发明实施例还提供一种基于牛顿法的地基合成孔径雷达动目标参数估计装置,用以提高地基合成孔径雷达动目标参数估计效率,减少地基合成孔径雷达动目标参数估计耗时,该装置包括:

8、数据获取模块,用于获取地基合成孔径雷达的回波图像数据;所述回波图像数据包括动目标;

9、重聚焦处理模块,用于采用距离多普勒算法,对回波图像数据中动目标进行重聚焦处理,得到重聚焦成像后图像;

10、目标函数构建模块,用于确定重聚焦成像后图像的熵值表达式;所述熵值表达式中包括动目标的待估计参数;

11、牛顿法搜索模块,用于设置待估计参数的初始值;采用牛顿法,根据待估计参数的初始值,对熵值表达式进行迭代求解,输出待估计参数的结果值;其中,该熵值表达式中熵值的结果值最小时对应的待估计参数的数值为输出的待估计参数的结果值。

12、本发明实施例还提供一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述基于牛顿法的地基合成孔径雷达动目标参数估计方法。

13、本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述基于牛顿法的地基合成孔径雷达动目标参数估计方法。

14、本发明实施例还提供一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述基于牛顿法的地基合成孔径雷达动目标参数估计方法。

15、本发明实施例中,获取地基合成孔径雷达的回波图像数据;所述回波图像数据包括动目标;采用距离多普勒算法,对回波图像数据中动目标进行重聚焦处理,得到重聚焦成像后图像;确定重聚焦成像后图像的熵值表达式;所述熵值表达式中包括动目标的待估计参数;设置待估计参数的初始值;采用牛顿法,根据待估计参数的初始值,对熵值表达式进行迭代求解,输出待估计参数的结果值;其中,该熵值表达式中熵值的结果值最小时对应的待估计参数的数值为输出的待估计参数的结果值。本发明实施例中,将重聚焦成像后图像的熵值表达式作为目标函数,采用牛顿法求解目标函数,与传统方法相比,计算量小,减少了地基合成孔径雷达动目标参数估计耗时,提高了地基合成孔径雷达动目标参数估计效率。



技术特征:

1.一种基于牛顿法的地基合成孔径雷达动目标参数估计方法,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,采用距离多普勒算法,对回波图像数据进行重聚焦处理,得到重聚焦成像后图像,包括:

3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述熵值表达式如下:

4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,采用牛顿法,根据待估计参数的初始值,对熵值表达式进行迭代求解,得到待估计参数的结果值,包括:

5.一种基于牛顿法的地基合成孔径雷达动目标参数估计装置,其特征在于,包括:

6.如权利要求5所述的装置,其特征在于,重聚焦处理模块具体用于:

7.如权利要求5所述的装置,其特征在于,所述熵值表达式如下:

8.如权利要求5所述的装置,其特征在于,牛顿法搜索模块具体用于:

9.一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至4任一所述方法。

10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4任一所述方法。

11.一种计算机程序产品,其特征在于,所述计算机程序产品包括计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4任一所述方法。


技术总结
本发明公开了一种基于牛顿法的地基合成孔径雷达动目标参数估计方法及装置,其中该方法包括:获取地基合成孔径雷达的回波图像数据;所述回波图像数据包括动目标;采用距离多普勒算法,对回波图像数据中动目标进行重聚焦处理,得到重聚焦成像后图像;确定重聚焦成像后图像的熵值表达式;所述熵值表达式中包括动目标的待估计参数;设置待估计参数的初始值;采用牛顿法,根据待估计参数的初始值,对熵值表达式进行迭代求解,输出待估计参数的结果值;其中,该熵值表达式中熵值的结果值最小时对应的待估计参数的数值为输出的待估计参数的结果值。本发明可以提高地基合成孔径雷达动目标参数估计效率。

技术研发人员:王彦平,王硕,徐学永,申文杰,周叶,林赟,李洋,白泽潮
受保护的技术使用者:北方工业大学
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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