[发明专利]一种基于多目标粒子群优化的多基SAR空间构型设计方法

说明书

本发明公开了一种基于多目标粒子群优化的多基SAR空间构型设计方法，首先设定多基SAR空间构型设计参数，进行多基SAR回波模型建模，再进行多基SAR成像波数谱分析，其次，进行空间构型优化设计问题建模，输入空间构型优化设计问题系统参数与构型参数，初始化MOPSO，然后更新粒子群的速度和位置，最后通过迭代更新后输出优化构型。本发明的方法将空间构型设计问题转化为有约束的多目标优化问题，引入多目标粒子群优化算法进行求解，通过优化的空间构型实现了高分辨率成像，突破多基SAR空间构型的严格限制，在一定的时间和系统资源条件下，能够完成对多个雷达平台空间相对位置与飞行速度方向等运动参数的优化设计，实现在一定观测时间内获得更高分辨的图像。

技术领域

本发明属于雷达成像技术领域，具体涉及一种基于多目标粒子群优化的多基SAR空间构型设计方法。

背景技术

机载SAR的成像质量可以通过增加雷达平台数量和相干融合多个测量结果，在较短的观测时间内得到改善，即相干多基机载SAR。其在侦察、协同搜索救援和地形测量等领域发挥着重要作用。在多基SAR系统中，除了多个雷达平台的时间同步和空间同步之外，通过合适的空间构型也可以实现高分辨率成像。

现有的多基SAR系统的空间构型设计主要分为分析方法和优化方法。关于分析方法，文献“J.Zhu，D.Mao，Y.Zhang，Y.Zhang，Y.Huang，and H.Yang，“A topology designmethod based on wavenumber spectrum generation for multistatic syntheticaperture radar，”in2021IEEE International Geoscience and Remote SensingSymposium IGARSS，2021，pp.5453–5456”根据波数谱生成空间构型，以提高成像分辨率，然而这种方法通常无法定量评估空间构型的优缺点。

此外，一些基于优化的方法也被提出用于改善分辨率，文献“H.An，J.Wu，Z.Sun，J.Yang，Y.Huang，and H.Yang，“Topology design for geosynchronous spaceborne–airborne multistatic SAR，”IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters，vol.15，no.11，pp.1715–1719，2018”提出了一种空间构型设计方法，通过适当调整成像空间构型来实现最佳的空间分辨率；文献“D.Mao，Y.Zhang，J.Pei，W.Huo，Y.Zhang，Y.Huang，andJ.Yang，“Forward-looking geometric configuration optimization design forspaceborne-airborne multistatic synthetic aperture radar”IEEE Journal ofSelected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing，vol.14，pp.8033–8047，2021”将几何构型设计问题转化为一个多目标优化问题，并使用优化算法获得可行的构型设计解集，该方法可以在较短的观测时间内获得高质量的前视图像。然而，当空间构型受限时，上述方法很难规划有利于高质量成像结果的空间构型。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种基于多目标粒子群优化的多基SAR空间构型设计方法，在一定的时间和系统资源条件下，完成对多基SAR空间构型的优化设计，实现尽可能短时间内获得更高分辨的图像。

本发明采用的技术方案为：一种基于多目标粒子群优化的多基SAR空间构型设计方法，具体步骤如下：

步骤一、设定多基SAR空间构型设计参数；

步骤二、多基SAR回波模型建模；

步骤三、基于步骤二的回波模型进行多基SAR成像波数谱分析；