一种双动目标RCS成像测量方法及设备

本申请涉及雷达目标特性测量、机载雷达信号处理与逆合成孔径成像，特别是涉及一种双动目标rcs成像测量方法及设备。

背景技术：

1、传统的雷达散射截面积（radar cross section，rcs）测量多依赖于微波暗室、外场塔架、转台或地面固定测量站，其测量对象通常处于静止、准静止或单方运动状态，虽能实现较高的标定重复性，但难以真实反映空战对抗场景中目标在复杂姿态机动、过载变化及视线快速切换条件下的动态散射特性。

2、在空空双动观测场景中，雷达平台与被测目标同时处于高速平动状态，且目标往往叠加滚转、俯仰、偏航及结构振动等局部微动，导致传播距离、视线角速度、多普勒中心及极化匹配关系随时间呈现强非线性时变，回波数据极易出现严重的距离走动、越距离单元迁移、相位散焦、散射中心漂移以及辐射定标失真等问题。现有逆合成孔径雷达（inversesynthetic aperture radar，isar）运动补偿方法多针对“静止雷达-运动目标”或“雷达平台轨迹高精度已知”的理想场景设计，未同时处理雷达平台主运动、目标多自由度姿态耦合与非均匀角域观测；现有稀疏微波成像方案通常假设补偿后的观测数据已满足理想前向模型，较少将时变几何建模、设备链路误差、角域标准化与rcs计量统一纳入同一处理链。

3、此外，单纯依赖导航先验补偿难以消除剩余高阶相位误差，而纯数据驱动的自聚焦算法又缺乏物理约束易发散，且现有系统普遍缺乏聚焦质量评价与自适应闭环机制，难以在短时观测、低信噪比及缺脉冲条件下输出稳定、可复核的多维rcs测量结果，制约了动态目标散射特性数据库的构建与机载外场试验的工程化应用。

4、可见，现有rcs测量与isar成像方法难以有效解耦空空双动场景下雷达平台与目标多自由度运动耦合、非均匀角域观测以及局部微动分量与主体刚体散射之间的耦合，导致回波相位散焦、散射中心迁移、旁瓣升高，并难以同时获得真实动态总rcs和主体刚体rcs。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种双动目标rcs成像测量方法及设备，以解决回波相位散焦、散射中心迁移、旁瓣升高与rcs计量失准，并难以同时获得真实动态总rcs和主体刚体rcs的问题。

2、为实现上述目的，本申请提供了如下方案：

3、第一方面，本申请提供了一种双动目标rcs成像测量方法，包括：

4、s1，获取机载雷达平台采集的目标回波数据，以及与所述目标回波数据同步的同步数据信息；

5、s2，根据所述同步数据信息，建立雷达平台坐标系、目标体坐标系与惯性坐标系之间的时变几何映射关系，并构建双动场景目标回波模型，生成回波模型参数；

6、s3，根据所述回波模型参数中的瞬时斜距，对所述目标回波数据执行雷达平台主运动粗补偿，生成粗补偿回波数据；

7、s4，在所述粗补偿回波数据上，对目标平动参数、转动参数和局部微动参数进行联合估计，生成多自由度运动参数估计结果；

8、s5，依据所述多自由度运动参数估计结果，对所述粗补偿回波数据依次执行公共平动补偿、目标刚体转动补偿和散射中心迁移补偿，并从补偿后的回波数据中分离局部微动分量，生成保留所述局部微动分量的动态补偿回波数据，以及，对所述局部微动分量进行抵消或降权处理后得到的主体补偿回波数据；

9、s6，分别对所述动态补偿回波数据和所述主体补偿回波数据进行非均匀角域标准化和孔径组织，生成对应的标准化孔径数据；

10、s7，根据所述标准化孔径数据构建稀疏重构前向模型，引入稀疏先验约束求解所述稀疏重构前向模型，恢复对应数据分支的目标散射中心分布，生成对应的目标散射中心复反射系数向量；

11、s8，对所述动态补偿回波数据对应的目标散射中心复反射系数向量进行辐射定标，生成包含目标局部微动影响的动态总rcs测量结果，并对所述主体补偿回波数据对应的目标散射中心复反射系数向量进行辐射定标，生成主体刚体rcs测量结果；所述动态总rcs测量结果和所述主体刚体rcs测量结果按照频率、方位角、俯仰角、极化通道或时间中的至少一种进行索引。

12、第二方面，本申请提供了一种计算机设备，包括：存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现上述的双动目标rcs成像测量方法。

13、根据本申请提供的具体实施例，本申请具有以下技术效果：

14、本申请通过建立雷达平台坐标系、目标体坐标系与惯性坐标系之间的时变几何映射关系并构建双动场景目标回波模型，精准刻画了雷达平台与目标同时运动引起的高阶非线性传播距离与相位变化，结合雷达平台主运动粗补偿与基于多自由度联合估计的分层精补偿策略，有效解耦了目标平动、刚体转动与局部微动参数，彻底克服了传统低阶模型无法适配双动耦合导致的距离徙动、相位散焦与散射中心迁移漂移问题；进一步地，通过对精补偿回波数据进行非均匀角域标准化与孔径组织，直接消除了非均匀采样直接进行频域处理引发的几何扭曲与旁瓣升高缺陷，为后续成像提供相位稳定的标准化观测向量；在此基础上，构建稀疏重构前向模型并引入稀疏先验约束进行迭代求解，能够在短时观测、有限孔径及局部缺脉冲条件下有效抑制伪散射与噪声干扰，恢复高分辨率、强聚焦的目标散射中心复反射系数分布；结合辐射定标处理，将重构散射强度直接换算为雷达散射截面积，生成随频率、方位角、俯仰角、极化通道或时间变化的rcs测量结果，实现了从回波相干成像到多维rcs计量输出的全链路物理一致性。

1.一种双动目标rcs成像测量方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的双动目标rcs成像测量方法，其特征在于，所述s2中构建双动场景目标回波模型，生成回波模型参数，具体包括：

3.根据权利要求2所述的双动目标rcs成像测量方法，其特征在于，所述s3，具体包括：

4.根据权利要求3所述的双动目标rcs成像测量方法，其特征在于，所述s4中对目标平动参数、转动参数和局部微动参数进行联合估计，生成多自由度运动参数估计结果，具体包括：

5.根据权利要求4所述的双动目标rcs成像测量方法，其特征在于，所述s5，具体包括：

6.根据权利要求5所述的双动目标rcs成像测量方法，其特征在于，所述s6，具体包括：

7.根据权利要求6所述的双动目标rcs成像测量方法，其特征在于，所述s7，具体包括：

8.根据权利要求7所述的双动目标rcs成像测量方法，其特征在于，所述s8，具体包括：

9.根据权利要求8所述的双动目标rcs成像测量方法，其特征在于，s8之后还包括：

10.一种计算机设备，包括：存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1-9中任一项所述的双动目标rcs成像测量方法。