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空间目标的短时三维几何重构方法

徐丹 符吉祥 孙光才 邢孟道 苏涛 保铮

徐丹, 符吉祥, 孙光才, 邢孟道, 苏涛, 保铮. 空间目标的短时三维几何重构方法[J]. 电子与信息学报, 2019, 41(8): 1952-1959. doi: 10.11999/JEIT180936
引用本文: 徐丹, 符吉祥, 孙光才, 邢孟道, 苏涛, 保铮. 空间目标的短时三维几何重构方法[J]. 电子与信息学报, 2019, 41(8): 1952-1959. doi: 10.11999/JEIT180936
Dan XU, Jixiang FU, Guangcai SUN, Mengdao XING, Tao SU, Zheng BAO. A Short Time 3D Geometry Reconstruction Method of Space Targets[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2019, 41(8): 1952-1959. doi: 10.11999/JEIT180936
Citation: Dan XU, Jixiang FU, Guangcai SUN, Mengdao XING, Tao SU, Zheng BAO. A Short Time 3D Geometry Reconstruction Method of Space Targets[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2019, 41(8): 1952-1959. doi: 10.11999/JEIT180936

空间目标的短时三维几何重构方法

doi: 10.11999/JEIT180936
基金项目: 国家重点研发计划(2017YFC1405600)
详细信息
    作者简介:

    徐丹:女,1990年生,博士,研究方向为ISAR关系,3维成像

    符吉祥:男,1992年生,博士,研究方向为ISAR成像

    孙光才:男,1984年生,副教授,研究方向为新体制雷达,雷达成像,动目标成像

    邢孟道:男,1975年生,教授,研究方向为SAR/ISAR成像、动目标检测等

    苏涛:男,1968年生,教授,研究方向为面向雷达、声纳、通信的高速实时信号处理

    保铮:男,1927年生,中国科学院院士,研究雷达与信号处理方面的理论研究与工程实践

    通讯作者:

    徐丹 xudandan_xd@163.com

  • 中图分类号: TN957.51

A Short Time 3D Geometry Reconstruction Method of Space Targets

Funds: The National Key Research and Development Program of China (2017YFC1405600)
  • 摘要: 通常空间自旋目标的3维(3D)重构都是通过对散射点轨迹进行矩阵分解的方法得到的,散射点轨迹是从雷达序列图提取并关联得到的。由于散射点提取与关联误差的存在,3D重构会出现精度下降,甚至失败的问题。另一方面,转台目标的散射点轨迹符合圆属性,这与几何投影理论认为散射点投影轨迹的椭圆属性相违背。为解决以上问题,该文提出了基于短时的空间目标3D重构算法。首先对提取的散射点轨迹进行2维圆属性拟合,使其轨迹光滑,更接近理论曲线。然后采用多视角的方法估计雷达视角(LOS),通过乘以雷达视角构成的系数,将圆属性轨迹曲线转变成椭圆属性轨迹曲线。通过对散射点椭圆属性轨迹进行矩阵分解的方法获得目标的3D结构。最后通过2个实验验证了该文所提算法的有效性。
  • 图  1  转台模型

    图  2  旋转平面位于不同位置的情况

    图  3  多视角观测模型

    图  4  算法流程图

    图  5  轨迹处理结果对比

    图  6  对3种情况估计精度对比

    图  7  McFadden方法的评估结果

    图  8  目标重构结果对比

    表  1  实验参数

    参数数值参数数值
    带宽(GHz)2相邻子孔径相差(°)0.66
    雷达视角(°)45目标转速(rad/s)0.07
    雷达重复频率(Hz)600子孔径大小(°)4
    信噪比(dB)5目标转轴Z
    下载: 导出CSV

    表  2  不同雷达视角差对应时长

    情况123
    $\Delta \theta $(°)532
    耗时(s)56.4232.5521.29
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-10-08
  • 修回日期:  2019-04-08
  • 网络出版日期:  2019-04-23
  • 刊出日期:  2019-08-01

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