基于子空间追踪的压缩感知雷达成像算法

摘要

本发明公开了一种基于子空间追踪的压缩感知雷达成像算法，采用物理光学方法计算相应的回波数据，分析雷达回波数据并且建立信号的稀疏模型，利用有效稳健的子空间追踪算法实现对回波的重构，从而实现合成孔径雷达成像。压缩感知以远低于奈奎斯特采样率的速率对信号进行非自适应采样，所以将其运用到合成孔径雷达成像中，可以在满足成像效果的同时达到降低回波数据采样率的目的，从而减少仿真时间，也能够降低雷达系统成本。

主权项

1.一种基于子空间追踪的压缩感知雷达成像算法，其特征在于步骤如下：第一步，建立待测目标的几何模型，设置该目标的相关参数：初始频率、频率间隔、带宽、初始角度、角度间隔、角度范围，采用物理光学方法计算出该目标的回波数据，作为原始信号；第二步，读入回波数据，对其进行距离向欠采样；第三步，根据欠采样的回波数据设计稀疏基函数，，；N_a为方位向上满足Nyquist采样定理的原始采样点数，而N_r则为在距离向上的采样点数，得到稀疏矩阵；将原始信号影射到一组测量向量上，得到测量值，写成矩阵的形式为，称为观测矩阵，其中x是维的列向量，y是维的列向量，观测矩阵取为高斯矩阵；第四步，根据上述内容建立相应的方程，其中为观测矩阵与稀疏矩阵的乘积，y为原始信号x在观测矩阵下的投影值，然后采用压缩感知重构算法中的子空间追踪算法求解方程，得到后向散射系数；第五步，根据对接收到的欠采样的回波数据进行解码重构；为第三步中的稀疏矩阵；第六步，将利用子空间追踪法重构的回波数据与逆合成孔径雷达成像算法结合，对重构的回波数据进行距离向压缩，采用后向投影算法进行成像。