[发明专利]一种目标散射结构的旋转域识别方法和装置

说明书

一种目标散射结构的旋转域识别方法和装置，目标极化散射矩阵绕极化雷达视线方向进行旋转处理，计算目标的极化相关方向图；同样的，获取各典型结构的兼顾极化测量误差的旋转极化散射矩阵及其对应的广义极化相关方向图；从目标极化散射矩阵对应的极化相关方向图以及各典型结构的兼顾极化测量误差的广义极化相关方向图中分别提取旋转不变特征，构建目标特征矢量以及各典型结构的特征编码矢量；将目标特征矢量和各典型结构的特征编码矢量进行相似度度量，得到目标特征矢量对应的典型结构类型。本发明实现简单方便，对于对地观测、海面监视、减灾防灾等应用领域都有重要的参考价值。

技术领域

本发明涉及雷达极化信息处理技术领域，具体是一种目标散射结构的旋转域识别方法和装置。

背景技术

极化雷达通过收发一组极化状态正交的电磁波，能够获得目标的极化信息，在目标散射机理解译、特征参数反演、目标探测与识别等领域发挥着重要作用，已经成为对地观测、防空反导、气象探测、海面监测等诸多重要领域的主流传感器，得到了广泛应用。

极化雷达获得的目标极化信息可以由极化散射矩阵进行表征。不同极化通道间的极化相关特征，敏感于目标姿态与雷达视线的相对几何关系。对同一目标，当其相对于极化雷达视线的姿态不同时，其极化散射特性可能显著不同。这种现象给雷达极化信息处理与应用造成诸多不便，是当前极化雷达目标极化散射机理精细解译和定量应用面临的技术瓶颈之一。将特定成像几何条件下获得的极化数据在绕雷达视线方向进行旋转，将其扩展到极化旋转域进行分析，有望挖掘目标隐含的极化信息并实现目标结构识别，成为提升目标散射机理解译与应用性能的关键。因此，发展一种目标散射结构的旋转域识别方法和装置有重大价值。

发明内容

为精细解译目标在绕雷达视线旋转域中的散射特性，本发明提供一种目标散射结构的旋转域识别方法和装置。本发明将极化相关特征在极化旋转域进行可视化处理和参数化刻画，可由此提取极化旋转域特征并有效区分雷达目标，可适用于多种用途(如对空监视、对地观测、气象探测、海面监视等)的极化雷达系统，并在空中目标分类识别、地物类别鉴别、损毁评估等领域具有应用价值。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种目标散射结构的旋转域识别方法，包括：

极化雷达获得的目标极化散射矩阵绕极化雷达视线方向进行旋转处理，计算目标旋转极化散射矩阵及其对应的极化相关方向图；

基于每个典型结构的理想极化散射矩阵，计算各典型结构的兼顾极化测量误差的极化散射矩阵，并将其绕极化雷达视线方向进行旋转处理，计算各典型结构的兼顾极化测量误差的旋转极化散射矩阵及其对应的广义极化相关方向图；

从目标极化散射矩阵对应的极化相关方向图以及各典型结构的兼顾极化测量误差的广义极化相关方向图中分别提取旋转不变特征，构建目标特征矢量以及各典型结构的特征编码矢量；

将目标特征矢量和各典型结构的特征编码矢量进行相似度度量，得到目标特征矢量对应的典型结构类型。

另一方面，本发明提供一种目标散射结构的旋转域识别装置，包括：

第一计算模块，用于将极化雷达获得的目标极化散射矩阵绕极化雷达视线方向进行旋转处理，计算目标旋转极化散射矩阵及其对应的极化相关方向图；

第二计算模块，用于基于每个典型结构的理想极化散射矩阵，计算各典型结构的兼顾极化测量误差的极化散射矩阵，并将其绕极化雷达视线方向进行旋转处理，计算各典型结构的兼顾极化测量误差的旋转极化散射矩阵及其对应的广义极化相关方向图；

特征矢量构建模块，用于从目标极化散射矩阵对应的极化相关方向图以及各典型结构的兼顾极化测量误差的广义极化相关方向图中分别提取旋转不变特征，构建目标特征矢量以及各典型结构的特征编码矢量；