基于压缩感知的空间目标三维雷达成像方法

张凯杜小勇王壮

国防科技大学电子科学与工程学院ＡＴＲ实验室，长沙４１００７３

摘要：对于稳定飞行的空间目标，俯仰向上的多圈次回波数据是稀疏分布的，从有限的观测数据中反演目标的三维反射率函数是不适定问题，观测噪声也会影响反演的结果，因此传统的ＦＦＴ算法不再适用，必须引入适当的先验信息才能生成目标的三维图像。文章针对空间目标轨道的运动特性，首先推导了回波俯仰向表达式，然后结合目标散射中心稀疏分布特性和压缩感知原理，提出了一种基于多圈次稀疏观测的空间目标三维成像算法。该方法利用噪声单元估计噪声门限，当观测模型满足约束等距性质时，利用加权迭代的压缩感知算法进行成像处理，生成目标的三维图像。最后结合实测轨道模型，仿真验证了在低信噪比下，基于噪声估计的压缩感知算法能实现对目标三维像的精确重构。

逆合成孔径雷达（ＩＳＡＲ）；多圈次；压缩感知；稀疏矩阵；信号重构

ＴＮ９５７Ａ１００３－０５３０　（　２０１１　）　０９－１４０６－０６

Ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｉｍａｇｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｏｆ　ｓｐａｃｅ　

ｏｂｊｅｃｔｓ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ　ｓｅｎｓｉｎｇ　

ＺＨＡＮＧ　Ｋａｉ　ＤＵ　Ｘｉａｏ－ｙｏｎｇ　ＷＡＮＧ　Ｚｈｕａｎｇ　

２０１１－０５－３０２０１１－０８－２７

国家自然科学基金项目资助（　Ｎｏ．　６１００２０２１）