[发明专利]一种基于强散射点的舰船特定点的位置获取方法

说明书

技术领域

本发明涉及雷达技术领域，具体地说，是指一种基于强散射点的舰船特定点的位置获取方法。

背景技术

合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）是一种全天候、全天时的高分辨率的微波遥感成像雷达，它具有探测数百千米外的目标、并形成清晰二维图像的能力。弹载SAR能为导弹巡航和末端的数字式景象匹配制导提供实时的SAR图像。在复杂战场环境下，SAR制导技术具有较强的自主性和抗干扰能力，可有效弥补激光制导和可见光制导受环境影响较大的不足。

强散射点是舰船SAR图像的典型特征之一。强散射点通常对应着舰船的某些特殊结构（如直角反射面、棱线、尖顶等）。现有的末制导方法，导引头根据强散射点的方位角及位置信息，直接引导导弹至舰船目标，但是舰船的跑道等弱散射部位更容易被有效攻击，如果直接对准强散射点进行攻击，会削弱打击效果。而如果把强散射点作为参考点，据此计算出某些特殊部位的位置，能够为导弹制导提供更加准确的控制信息，可提高打击精度。

发明内容

本发明是针对导弹直接打击强散射点打击效果差的问题，提出了一种基于强散射点的舰船特定点的位置获取方法。本发明把强散射点作为参考点，利用特定点与参考点之间的相对位置关系，获取出特定点在图像上的位置，为导弹制导提供更加准确的控制信息，从而提高了打击精度。

一种基于强散射点的舰船特定点的位置获取方法，包括以下几个步骤：

步骤一：获取雷达图像、雷达视角和舰船几何参数，设定坐标系；

步骤二：根据雷达图像获取舰船的方位角；

步骤三：根据强散射点获取参考点的图像坐标和对应的实际坐标；

步骤四：根据投影关系获取特定点的图像坐标。

本发明的优点在于：

（1）根据舰船目标的特殊性，利用舰岛的散射特性能够为方位角的计算提供更为有效的信息，使方位角计算更准确；

（2）根据强散射点计算出特定点的位置坐标，可为制导提供更加准确的控制信息，比直接以强散射点作为打击的参考信息效果更好。

（3）本发明方法适用于有强散射点的舰船雷达图像。

附图说明

图1为本发明的方法流程图；

图2为实施例中入射角60°，方位角45°时舰船的SAR成像结果；

图3为实施例中舰船缩比模型图；

图4为实施例中舰船的方位角提取图；

图5为实施例中参考点和特定点选取示意图；

图6为实施例中特定点的成像位置示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明是一种基于强散射点的舰船特定点的位置获取方法，流程如图1所示，包括以下几个步骤：

步骤一：获取雷达图像、雷达视角和舰船几何参数，设定坐标系；

获取舰船目标的SAR图像I，雷达视角θ，舰船几何参数包括舰岛顶部位置坐标A，特定点坐标B。

设定舰船坐标系E₁和图像坐标系E₂，具体为：

（1）舰船坐标系E₁：

坐标原点：舰船质心；

x_E1轴：过舰船质心，水平面内指向舰头的方向为x轴正方向；

y_E1轴：过舰船质心，水平面内舰岛一侧指向无舰岛一侧为正方向；

z_E1轴：过舰船质心，垂直水平面，舰船底部向上为正方向，与x轴、y轴满足右手螺旋准则。

（2）图像坐标系E₂：

坐标原点：图像左下角像素；

x_E2轴：平行于雷达飞行方向，与速度方向夹角小于90度为正向，即方位向；

y_E2轴：平行于雷达中心波束视线方向，由雷达至目标方向为正向，即距离向；

z_E2轴：与x轴、y轴满足右手螺旋准则。

步骤二：根据SAR图像I获取舰船的方位角

对SAR图像I进行二值化处理，获取值为1的点的坐标，使用最小二乘法拟合出舰船中心线，根据中心线的斜率倾角获取出舰船的方位角，具体为：

（1）选取-40dB为临界值，对SAR图像I进行二值化处理，获取值为1的点的坐标矩阵M；

（2）使用最小二乘法对矩阵M进行一阶曲线拟合，获得舰船的中心线l，求出l的斜率k，得到