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基于图像旋转相关的空间目标ISAR等效旋转中心估计算法

史林 郭宝锋 马俊涛 尚朝轩 解辉 曾慧燕

史林, 郭宝锋, 马俊涛, 尚朝轩, 解辉, 曾慧燕. 基于图像旋转相关的空间目标ISAR等效旋转中心估计算法[J]. 电子与信息学报, 2019, 41(6): 1280-1286. doi: 10.11999/JEIT181086
引用本文: 史林, 郭宝锋, 马俊涛, 尚朝轩, 解辉, 曾慧燕. 基于图像旋转相关的空间目标ISAR等效旋转中心估计算法[J]. 电子与信息学报, 2019, 41(6): 1280-1286. doi: 10.11999/JEIT181086
Lin SHI, Baofeng GUO, Juntao MA, Chaoxuan SHANG, Hui XIE, Huiyan ZENG. Rotation Center Estimation Algorithm for ISAR Image of the Space Target Based on Image Rotation and Correlation[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2019, 41(6): 1280-1286. doi: 10.11999/JEIT181086
Citation: Lin SHI, Baofeng GUO, Juntao MA, Chaoxuan SHANG, Hui XIE, Huiyan ZENG. Rotation Center Estimation Algorithm for ISAR Image of the Space Target Based on Image Rotation and Correlation[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2019, 41(6): 1280-1286. doi: 10.11999/JEIT181086

基于图像旋转相关的空间目标ISAR等效旋转中心估计算法

doi: 10.11999/JEIT181086
基金项目: 国家自然科学基金(61601496)
详细信息
    作者简介:

    史林:男,1985年生,博士生,讲师,研究方向为雷达信号处理、雷达成像技术

    郭宝锋:男,1987年生,博士,讲师,研究方向为雷达信号处理、雷达成像技术

    马俊涛:男,1977年生,博士,讲师,研究方向为雷达信号处理、雷达成像技术

    尚朝轩:男,1964年生,教授,博士生导师,研究方向为雷达信号处理、雷达成像技术、电子装备故障诊断等

    解辉:男,1983年生,博士,讲师,研究方向为雷达、通信信号侦察处理技术

    曾慧燕:女,1986年生,硕士,助教,研究方向为雷达信号处理

    通讯作者:

    郭宝锋 guobao_feng870714@126.com

  • 中图分类号: TN95

Rotation Center Estimation Algorithm for ISAR Image of the Space Target Based on Image Rotation and Correlation

Funds: The National Natural Science Foundation of China (61601496)
  • 摘要: 为了消除逆合成孔径雷达(ISAR)越分辨单元徙动(MTRC)引起的图像散焦,需要估计目标的等效旋转中心。该文以空间目标为研究对象,提出了一种基于图像旋转相关的ISAR旋转中心估计算法。首先,分析了ISAR的瞬时成像机理;其次,将采用相同运动补偿后的回波数据分段成像,得到不同视角的2幅图像;然后,基于定标后的图像像素旋转和图像相关,估计等效旋转中心。当假定的等效旋转中心与真实的旋转中心一致时,2幅图像相关性最大,据此得到旋转中心位置。仿真实验表明,该算法能够有效利用图像整体信息,估计出高精度的目标等效旋转中心,利于提高成像质量。
  • 图  1  ISAR成像模型

    图  2  2个弧段成像示意图

    图  3  等效旋转中心估计算法流程

    图  4  仿真场景

    图  5  散射点空间站模型在成像平面投影

    图  6  归一化相关系数

    图  7  成像结果对比

    图  8  基于F16战斗机电磁散射模型的仿真结果

    表  1  运算量统计

    实数乘法实数加法
    图像旋转4ML28ML2
    图像相关ML2ML2
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    表  2  国际空间站TLE根数(2018年8月10日)

    1 25544U 98067A 18222.05156756 0.00001108
    00000-0 24256-40 9993
    2 25544 51.6416 110.2592 0005763 44.5593
    95.2967 15.53817336126892
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    表  3  仿真参数设置

    参数名称参数值
    载频10 GHz
    带宽600 MHz
    脉冲宽度10 μs
    采样率750 MHz
    脉冲重复频率100 Hz
    累积脉冲个数1024
    累积转角6.73°
    距离分辨率0.25 m
    方位分辨率0.128 m
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    表  4  图像质量定量分析

    RD成像文献[18]算法本文算法
    图像对比度11.3614.1216.89
    距离向3 dB主瓣宽度 (m)0.5150.3540.325
    方位向3 dB主瓣宽度 (m)0.3220.2150.166
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-11-26
  • 修回日期:  2019-02-25
  • 网络出版日期:  2019-03-05
  • 刊出日期:  2019-06-01

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