[发明专利]基于多任务贝叶斯压缩感知的距离-多普勒成像方法

说明书

技术领域

本发明属于雷达信号处理技术领域，具体地说是一种距离-多普勒成像方法。可用于雷达目标位置和速度的估计。

背景技术

雷达成像的出现扩展了雷达的原始概念，使雷达具有了对区域目标和运动目标进行成像和识别能力，同时它在微波遥感应用方面表现出巨大的潜力，为人们提供越来越多的有用信息。雷达通常具有距离、多普勒以及角度三维分辨信息。随着雷达技术的不断发展和人们对高分辨雷达的迫切需求，对多维信息量的获取越发显得重要。

雷达成像的根本原理是采用各种方法提高雷达各维的分辨率。为了提高距离分辨率，发射脉冲序列，其中每个脉冲由调制的子脉冲组成。在此基础上，有三种方法用于距离-多普勒成像。

第一种失配滤波器法，这种方法由于用脉冲序列代替单脉冲，虽然能得到更高的距离分辨率，但却不能得到高的多普勒分辨率。

第二种迭代自适应方法，是一种数据自适应方法，这种方法虽然克服了失配滤波器在多普勒分辨率上的缺陷，能够得到很高的多普勒分辨率，但是这种方法在有噪声存在时成像不稳定，而且计算量大。

第三种方法是利用距离多普勒像的稀疏先验性，将距离-多普勒成像转换为稀疏信号恢复问题进行求解，求解速度快，分辨率高，但却由于其复杂的参数设置而影响了该方法的实际使用。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提出一种基于多任务贝叶斯压缩感知的距离-多普勒成像方法，以在提高距离-多普勒频谱分辨率的同时，降低成像的复杂度。

为实现上述目的，本发明的技术方案包括如下步骤：

(1)雷达向目标场景H发射Q个脉冲调制序列并在发射脉冲的同时接收该场景H的回波脉冲，得到第q个脉冲的回波信号为y(q)；

(2)对回波信号y(q)进行离散化采样，构造回波矩阵：Y＝DXΘ+E，其中，D为距离维基矩阵，X为散射系数矩阵，Θ为多普勒域基矩阵，E为噪声矩阵；

(3)引入辅助变量矩阵Z，令Z＝XΘ，将回波矩阵变形为下式：

Y=DZ+EZT=ΘTXT;]]>其中(·)^T表示矩阵转置；

(4)将步骤(3)中第一个方程记作下式：

y_i＝Dz_i+e_i,i＝1,…,Q

其中，y_i为Y的第i列，z_i为Z的第i列，e_i为E的第i列，Q为回波矩阵Y的列数；

(5)对步骤(4)中的式子进行求解，得到辅助变量矩阵Z，设定检测门限Δ＝0.1，筛选出辅助变量矩阵Z中的非零行组成新矩阵：Z_select＝X_selectΘ，对该式进行转置，得到：

ZselectT=ΘTXselectT]]>

其中，X_select为散射系数矩阵X剔除全零行后的矩阵；