专利名称：基于稀疏表示与时频变换的距离-瞬时多普勒成像方法
技术领域：
本发明属于雷达成像技术领域，涉及一种用于机动目标ISAR成像的方法，具体涉及一种基于稀疏表示与时频变换的距离-瞬时多普勒成像方法。
背景技术：
逆合成孔径雷达(ISAR)对机动飞行目标成像时，在成像积累时间内，成像投影平面和横向尺度随时间变化，许多参数很难准确提取，人们无法获得更多的先验知识，一般采用鲁棒性强的距离-多普勒(RD)算法进行成像，但传统的RD成像算法基于目标匀速转动和方位均匀采样的假设。若用其对机动目标成像，会导致成像结果模糊甚至有时不能成像。此前有关文献提出了一种距离-瞬时多普勒成像算法(RID)，利用时频变换代替傅里叶变换，取得了不错的成像效果，但时频分析时分辨率受窗长度限制，不能满足高分辨成像的要求。另外，在实际工作中，由于雷达前端一般宽窄带交替使用，在窄带跟踪时，宽带成像模式停止，特别在多目标搜索、监视、跟踪和成像的各模式交替使用过程中，有可能导致宽带信号方位采样不均匀，产生方位向数据随机缺失现象。直接利用基于傅里叶变换(FFT)的谱估计成像方法对缺损数据进行成像，其成像效果显著下降，甚至有时无法辨识。RID成像算法虽然能够较好的解决多普勒时变带来的图像模糊问题，但同时此类算法分辨率仍受时频窗长度限制，无法满足高分辨的要求。另外，当数据存在缺损时，成像效果受其影响严重。为了解决RID算法的局限性，以及常规的基于稀疏表示的ISAR成像算法不能有效处理多普勒时变数据的缺点。

发明内容
要解决的技术问题为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种基于稀疏表示与时频变换的距离-瞬时多普勒成像方法。技术方案—种基于稀疏表示与时频变换的距离-瞬时多普勒成像方法，其特征在于步骤如下步骤I :对雷达回波数据进行包络对齐和初相校正，从而将目标平动部分进行补偿，将目标模型变成转台模型来处理；步骤2 :对不同方位时刻下获取的回波数据，沿雷达视线方向进行FFT变换以实现距离压缩，从而生成各个方位下的一维距离向；步骤3 :依据现有的各种时频变换方法，构建不同方位时刻P处的时频基字典步骤4:利用构建好的P时刻处的时频基字典，分别对不同距离单元的方位向回波数据s (t)，通过优化重构方法解如下优化问题，分别得到不同距离单元下的多普勒估计值，从而生成时刻P处的距离-瞬时多普勒像；
权利要求
1.一种基于稀疏表示与时频变换的距离-瞬时多普勒成像方法，其特征在于步骤如下步骤I:对雷达回波数据进行包络对齐和初相校正，从而将目标平动部分进行补偿，将目标模型变成转台模型来处理；步骤2 :对不同方位时刻下获取的回波数据，沿雷达视线方向进行FFT变换以实现距离压缩，从而生成各个方位下的一维距离向；步骤3:依据现有的各种时频变换方法，构建不同方位时刻P处的时频基字典Ψ^(/; = Ι,2,···Ρ-!./>)；步骤4 :利用构建好的P时刻处的时频基字典，分别对不同距离单元的方位向回波数据，通过优化重构方法解如下优化问题，分别得到不同距离单元下的多普勒估计值，从而生成时刻P处的距离-瞬时多普勒像；minj^ O1' ), s.t. s(t) -Ψ^ θρ； ￡ ^/ = 1,2,3···,Ρ-1,Ρ式中，θρ,为在某个时间帧P处的多普勒估计；步骤5 :重复步骤4，分别得到不同方位时刻处的距离-瞬时多普勒像。
2.根据权利要求I所述基于稀疏表示与时频变换的距离-瞬时多普勒成像方法，其特征在于所述步骤4的优化重构方法为0MP、ROMP贪婪方法或基追踪方法。
全文摘要
本发明涉及一种基于稀疏表示与时频变换的距离-瞬时多普勒成像方法，联合稀疏表示和时频变换，构造时频基字典，利用目标场景的稀疏性和非线性优化算法完成信号的稀疏表示和重构，利用优化算法重构出目标高分辨二维像；由于采用采用了非线性优化的信号重构方法，和以往的基于FFT的谱估计重构方法有着本质的区别，对于随机缺损的雷达回波数据可以有效成像。本发明突破传统Nyquist采样定律的限制，从而达到高分辨的目的。同时由于本方法采用了非线性优化的信号重构方法，和以往的基于FFT的谱估计重构方法有着本质的区别，对于随机缺损的雷达回波数据仍可以有效成像。
文档编号G01S13/90GK102928838SQ20121037807
公开日2013年2月13日 申请日期2012年10月8日 优先权日2012年10月8日
发明者王保平, 郭俊杰, 谢红梅, 孙超, 李文康, 方阳, 张薇 申请人:西北工业大学