南京理工大学庄志洪获国家专利权
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龙图腾网获悉南京理工大学申请的专利基于多散射点模型的高分辨一维成像方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114252876B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-02发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202111526732.0,技术领域涉及:G01S13/89;该发明授权基于多散射点模型的高分辨一维成像方法是由庄志洪;庄玉玲;王宏波;常多;俞雷设计研发完成,并于2021-12-14向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于多散射点模型的高分辨一维成像方法在说明书摘要公布了:本发明公开一种基于多散射点模型的高分辨一维成像方法,成像精度高。本发明方法包括:10雷达参数获取:获取雷达参数,包括脉冲串长度、步进初始频率、脉冲重复周期、脉冲宽度、频率步进间隔和初始相位;20多散射点目标模型建立:根据目标三维几何模型,得到目标面元模型,计算各距离单元内可见面元的雷达散射截面积,并将其按距离单元进行矢量合成,得到不同距离单元内各散射点的雷达散射截面积和空间坐标,改变交会条件,计算不同交会条件下各距离单元内的散射点参数,并对散射点参数进行统计处理,得到目标的多散射点模型;30高分辨一维成像:结合所述多散射点目标模型和雷达参数,得到目标一维距离像。
本发明授权基于多散射点模型的高分辨一维成像方法在权利要求书中公布了:1.一种基于多散射点模型的高分辨一维成像方法,其特征在于,包括如下步骤: 10雷达参数获取:获取雷达参数,包括脉冲串长度、步进初始频率、脉冲重复周期、脉冲宽度、频率步进间隔和初始相位; 20多散射点目标模型建立:根据目标三维几何模型,得到目标面元模型,计算各距离单元内可见面元的雷达散射截面积,并将其按距离单元进行矢量合成,得到不同距离单元内各散射点的雷达散射截面积和空间坐标,改变交会条件,计算不同交会条件下各距离单元内的散射点参数,并对散射点参数进行统计处理,得到目标的多散射点模型; 21提取目标面元模型:根据目标三维几何模型,获取目标各三角面元在目标坐标系下的顶点坐标和外法向量,并进行可见面判断; 211构建基于块的目标面元模型:目标面元模型由块结构组成,单个块结构中包含数据头和数据主体,数据头中包含块的含义和块的长度,数据主体中包含具体的数据内容;数据内容依据目标的三维几何模型,存放各三角面元在目标坐标系下的顶点坐标xmt,ymt,zmtm=1,2,3和外法向量xn,yn,zn; 212判读面元是否可见:在目标坐标系中读出目标面元的外法向、入射波方向矢量和接收方向矢量对任意的三角面元S,计算外法向与入射波方向矢量的内积,计算外法向与接收方向矢量的内积;当时,面元S能够被入射波照射到,当时,面元S能够被接收机探测到;只有同时满足和的面元才是探测区内可见面元; 22按照距离单元进行面元划分:将目标面元模型按照距离单元进行面元划分; 221距离单元设定:dr为步进频率雷达信号的距离分辨率,也可以称为一个距离分辨单元,其表达式为: 式中:B为信号带宽,C为光速,N为脉冲串长度,Δf为频率步进间隔;通过距离单元的设定将目标被分为了M个距离单元,每个距离单元包含该距离单元里所有的可见面元; 222距离交界设定:可见面元处于两个距离单元时,选取该可见面元中心点所处在距离单元作为选取的距离单元,如果中心点位于交界线上再判断该可见面元中三个顶点中两个顶点同处距离单元作为选取的距离单元; 23散射点参数计算:计算各距离单元内可见面元的雷达散射截面积,并将其按距离单元进行矢量合成,得到不同距离单元内各散射点的雷达散射截面积和空间坐标; 231可见面元雷达散射截面积计算:对任意物体表面的感应电流进行了物理光学近似,当知道目标表面的感应电流后,就可以计算目标的远区散射场强度,远区散射场的限定条件如下: 式中R为目标与引信之间的距离,λ为发射信号波长,D为目标最大线性尺寸;计算单个面元的雷达散射截面积简称RCS,其表达式为: 式中: T=|ωr|cosθ 上述几式中,λ为发射信号波长,A为三角形面元面积,为面元外法向量,为电场极化方向,为磁场极化方向,为入射方向单位矢量,为散射方向单位矢量,θ为ωr与三角面元投影向量之间的夹角; 232雷达散射截面积合成:设当前可见面元总数K,每个面元距引信中心距离为di,RCS为各可见面元按照距离单元合成后变为M个散射点,目标每一个距离单元内的一个散射点RCS以dBm2为单位大小,计算方法如下: 式中:σl为第l个距离单元合成后散射点的RCS大小,Ml为第l个距离单元包含可见的面元数量;是第i个面元的RCS,di是第i个面元到引信的距离; 233空间坐标合成:通过三角面元的三个顶点坐标得到了所有可见面元的中心坐标xiu,yiu,ziui=1,2,3...K,公式如下: 将每一个距离单元内的面元按照雷达散射截面积进行空间坐标位置信息的合成,得到了合成后的M个距离单元内M个散射点的空间位置坐标xlv,ylv,Zlvl=1,2,3...M;公式如下: 24多散射点模型参数计算:改变交会条件,计算不同交会条件下各距离单元内的散射点参数,并对散射点参数进行统计处理,得到目标的多散射点模型; 241改变交会条件:在不同的交会条件下,得到不同交会条件下的散射点参数,包括合成的雷达散射截面积和空间坐标; 242数据进行统计:对得到散射点参数进行统计处理,计算出均值和方差,将结果进行统计,检验符合正态分布,得到目标的多散射点模型; 30高分辨一维成像:结合所述多散射点目标模型和雷达参数,得到目标一维距离像。
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