一种利用GNSS海面反射信号相关功率探测目标的方法

摘要

一种利用GNSS海面反射信号相关功率探测目标的方法，它有两大步骤：步骤一：计算海面反射信号的时延‑多普勒二维相关功率DDM；包括GNSS直射信号的捕获和跟踪；反射信号时延和多普勒频移估计；探测区域的划分和计算反射信号二维相关功率；步骤二：利用压缩感知理论对退化后的DDM进行恢复运算；包括建立基于压缩感知理论的退化后DDM的复原模型；DDM的稀疏性分解；选取高斯型随机矩阵作为测量矩阵和DDM的复原运算。本发明在遥感技术应用领域里有广阔地应用前景。

主权项

一种利用GNSS海面反射信号相关功率探测目标的方法，其特征在于：包括以下几个步骤：步骤一：计算海面反射信号的时延‑多普勒二维相关功率；(1)GNSS直射信号的捕获和跟踪；通过对直射信号的捕获跟踪，得到信号的C/A码码相位和载波多普勒频移，并完成导航定位解算，获得卫星和接收机的位置信息；(2)反射信号时延和多普勒频移估计；根据步骤(1)中卫星和接收机的位置信息，计算镜面反射点的位置，并估计出反射信号相对于直射信号的时延和多普勒频移；(3)探测区域的划分；以步骤(2)中镜面反射点的位置为中心，设定探测区域的范围，并对探测区域进行单元格划分；(4)计算反射信号二维相关功率；将步骤(3)中划分后的探测区域从空间域转换到时延‑多普勒域，根据步骤(2)中反射信号相对于直射信号的时延和多普勒频移信息，利用步骤(1)中直射信号的码相位和载波多普勒频移辅助产生本地反射信号，并与接收到的反射信号进行相关运算，得到反射信号的时延‑多普勒二维相关功率；步骤二：利用压缩感知理论对退化后的时延‑多普勒二维相关功率进行恢复运算；(1)建立基于压缩感知理论的退化后时延‑多普勒二维相关功率的复原模型；在压缩感知理论框架下建立时延‑多普勒二维相关功率退化模型，将模糊函数作为退化系统的冲击响应函数，把时延‑多普勒二维相关功率转换为一个列向量；再建立时延‑多普勒二维相关功率的复原模型，对原时延‑多普勒二维相关功率进行估计；(2)时延‑多普勒二维相关功率的稀疏性分解；对退化后的时延‑多普勒二维相关功率进行小波变换，设定小波变换的层数，选择二维小波基矩阵作为稀疏基，对时延‑多普勒二维相关功率进行稀疏表示；(3)选取高斯型随机矩阵作为测量矩阵；(4)时延‑多普勒二维相关功率的复原运算；利用贪婪迭代算法对原始时延‑多普勒二维相关功率稀疏系数进行估计，将其与二维小波基矩阵相乘，并对所得结果进行小波逆变换，得到原始时延‑多普勒二维相关功率，再从时延‑多普勒域转换到空间域，从反射信号相关功率分布的变化中探测到该区域是否有无目标，如果有目标，则得到目标所在单元格的位置信息。