[发明专利]一种海上多目标SAR图像可视化建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种建模方法，具体来说，是一种海上多目标SAR图像可视化建模方法。

背景技术

合成孔径雷达(SAR)是一种全天候、全天时的现代高分辨率侧视成像雷达，可以不受日照、天气等因素的影响，并且具有一定的穿透力，它是目前成像探测和遥感观测的重要手段，在很多领域得到广泛的应用。SAR成像模拟与系统仿真技术是揭示SAR成像机理、验证和设计新的成像算法的有效途径。

现今SAR成像仿真主要针对地形场景、点目标或者单一复杂目标进行仿真计算。由于海上目标所处的特定环境，海杂波和海上目标复合目标的SAR图像更为实际所需，同时，海上舰船目标的尺寸往往较大，导致获取高精度SAR成像的难度加大。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种海上多目标SAR图像的可视化建模方法，可更快、更便捷的精确获得海上目标的高分辨率SAR图像。

1、一种海上多目标SAR图像可视化建模方法，其特征在于：通过下述步骤实现：

步骤1：获取海面目标的三角面元模型数据文件；

步骤2：生成随机海面模型的三角面元描述的模型数据文件；

步骤3：生成海上多目标的三维场景模型数据文件；

步骤4：显示三维场景；

a、将OpenGL屏幕坐标系O₂(x₂、y₂、z₂)的x₂轴方向设为屏幕上的水平向右方向，y₂轴方向设为屏幕上竖直向上，z₂方向设为垂直屏幕向外；

b、读入海面上多目标的三维场景模型数据文件；

c、使场景坐标系的原点为OpenGL屏幕坐标系的原点，且使场景中初始的海平面向上方向为z₂方向；

步骤5：设置机载雷达运动参数，对场景进行显示；

在雷达视线的各个姿态下，以机载雷达波束照射点为中心旋转场景，使得雷达视线方向保持与OpenGL屏幕坐标系中的-Z₂方向一致；根据机载雷达波束照射的范围，通过OpenGL中的窗口函数设置OpenGL视场中的目标场景；

步骤6：计算在机载雷达运动期间，雷达视线的各个姿态下OpenGL视场中的目标场景相对雷达视线的姿态角序列；进而得到目标场景显示序列，并依次通过步骤7～9，得到雷达视线的各个姿态对应的雷达回波，进而得到机载雷达运动期间的雷达回波序列；

步骤7：对目标场景进行分区显示；

a、获取目标场景在OpenGL屏幕坐标系x₂、y₂轴方向的矩形投影尺寸，分别为和

b、令给定的像素分辨尺寸为l₀，对矩形投影在OpenGL屏幕坐标系x₂、y₂轴方向分别进行划分，得到的划分区间数量分别为：

和其中，ROUND表示四舍五入；则投影矩形总共的分区数为对各个分区进行单独的投影显示；

步骤8：计算各个分区的散射场；

步骤9：将各分区的散射场矢量叠加，得到总雷达回波数据。

步骤10：获得场景的SAR图像；

本发明采用经典的雷达成像算法：距离多普勒成像算法，对机载雷达运动期间的雷达回波序列进行处理，生成海上多目标的高分辨率雷达图像。

本发明的优点在于：

1、本发明海上多目标SAR图像可视化建模方法，利用分区计算大型雷达目标散射特性功能，计算精度更高；

2、本发明海上多目标SAR图像可视化建模方法，利用海谱生成随机海面模型，得到场景SAR图像可信度(逼真度)更高；

3、本发明海上多目标SAR图像可视化建模方法，通过改变每个子目标相对位置及姿态，就可生成不同场景布置的雷达图像，具有较大的灵活性；

4、本发明海上多目标SAR图像可视化建模方法，生成的场景雷达图像具有很高的分辨率；

5、本发明海上多目标SAR图像可视化建模方法，利用计算机场景仿真比实测得到的海面多目标场景的SAR图像数据更为快捷，成本更低；

6、本发明海上多目标SAR图像可视化建模方法，采用三角面元格式文件作为目标的模型数据文件，具有更高的通用性。

附图说明

图1为本发明海上多目标SAR图像可视化建模方法流程图；

图2为本发明整体场景与机载雷达相对关系示意图；