[发明专利]一种基于子孔径划分的ISAR成像包络对齐方法

摘要

本发明一种基于子孔径划分的ISAR成像包络对齐方法，属于ISAR雷达成像技术方法。本发明的方法利用了运动的平稳连续性，将全孔径分成若干个子孔径，保证了子孔径内部散射系数的近似均匀性，抑制了包络误差的积累，同时每个子孔径单独进行包络误差估计，再利用多项式拟合出最优化的全局包络误差函数，克服了由于大角度高分辨成像时包络漂移误差累积的问题；本发明的方法区别于最大相关处理方法和整体最优准则的对齐方法，本发明的方法利用了观测目标连续平稳的运动特性，将全孔径划分为若干个子孔径，对子孔径和全孔径包络误差分别进行线性和高阶多项式建模，有效抑制由于积累转角引起的包络漂移，从而有效提升包络对齐精度。

主权项

一种基于子孔径划分的ISAR成像包络对齐方法，其特征在于该方法的步骤包括：(1)将ISAR成像周期所需的全孔径时间分为M个子孔径，每个子孔径长度相同；然后采用最小熵准则获取每个子孔径一阶包络误差导数向量ΔR′m，m＝1,2...M；其中，ΔR′m为第m个子孔径的一阶包络误差导数向量；则全孔径时间内的一阶包络误差导数向量为ξ：ξ＝[ΔR'1,ΔR'2,...ΔR'm,...ΔR'M‑1,ΔR'M]T (1)(2)用每个子孔径的中心时刻tm构造时间的序列α＝[t1,t2,...tm,...tM]T，然后采用高阶多项式近似拟合包络误差，构造每个子孔径的包络误差函数为ΔR(tm)：M(tm)=Σq=oQaqtmq---(2)]]>其中，t1为第一个子孔径的中心时刻，t2为第二个子孔径的中心时刻，tm为第m个子孔径的中心时刻，tM为第M个子孔径的中心时刻，aq为多项式系数，Q为包络误差拟合的阶数，q为子孔径的中心时刻tm的阶数，q＝1,2,...Q；对式(2)求导得到每个子孔径的一阶包络误差导数向量为ΔR'(tm)：ΔR′(tm)=∂M(tm)∂tm=Σq=1Qqaqtmq-1---(3)]]>(3)将步骤(2)得到的公式(3)进行展开，得到[∂ΔR(t1)∂t1,∂ΔR(t2)∂t2,...,∂ΔR(tM)∂tM]=12t13t12...3t1Q-112t23t22...3t2Q-1............12t23tM2...3tMQ-1a1a2...aQ]]>根据步骤(1)得到的公式(1)可知，令令多项式系数得到ξ=[∂ΔR(t1)∂t1,∂ΔR(t2)∂t2,...,∂ΔR(tM)∂tM]=12t13t12...3t1Q-112t23t22...3t2Q-1............12t23tM2...3tMQ-1a1a2...aQ=φβ---(4)]]>(4)对于ξ＝φβ形式的超定矩阵，利用最小二乘法对包络误差函数中多项式系数β进行估计，得到：β^=(φTφ)-1φTξ---(5)]]>(5)将步骤(4)得到的多项式系数β的估计结果带入到步骤(2)得到的公式(2)中，得到每个子孔径的包络误差函数的估计结果再利用公式(2)得到M个子孔径对应的包络误差值ΔR(tm)；(6)根据每个子孔径的包络误差函数值ΔR(tm)，将每个子孔径内的每一个回波信号的所有距离单元向距离零点方向平移ΔR(tm)个距离单元，完成包络对齐。