技术摘要：
本发明公开了一种基于稀疏表示理论的微动群目标ISAR成像方法，包括：建立各类微动目标的物理分析模型，推导目标与雷达视线间的空间姿态角变化规律；推导获得符合各类微动形式的雷达信号稀疏表征模型；建立符合特定场景的微动目标线性化回波稀疏表征矩阵，并搭建符合压  全部
背景技术：
现阶段为保证真实弹头在与助推设备分离后的稳定性、安全性和有效性，考虑在 真实弹头目标前端安装姿态控制器，使其保持自身旋转稳定状态。然而因受到周围诱饵等 其他目标的横向干扰，往往会产生进动或章动等复杂的微动形式，这将给中段弹道微动目 标的ISAR成像研究带来挑战。 根据现有的微动目标成像技术，针对自旋目标常采用以下两种思路：1)将自旋所 产生的微多普勒变化看作是噪声干扰信号进行滤除；2)利用自旋所产生的等效转动积累角 进行成像。以导弹目标ISAR成像为例，前者主要利用传统的ISAR成像手段，通过较长观测时 间内目标和雷达的相对运动形成所需的成像积累角，进而实现方位向的高分辨；后者则期 待利用导弹目标的微动特性，在较短时间内形成成像所需积累角，实现微动目标的ISAR成 像。但在实际操作过程中，由于导弹目标的微动信息不够完整，并且其自身常伴有除自旋以 外的进动、章动等更为复杂的复合运动形式，因此其成像平面会时常发生改变，这都给微动 目标的ISAR成像带来困难和挑战。 根据经典ISAR成像理论，当目标在雷达视线范围内匀速转动，即目标的成像转角 线性变化时，目标上任意强散射点的多普勒频率固定不变，通过传统的距离-多普勒算法即 可实现目标的二维ISAR成像。但由于中段弹道目标所具有的微动特性，成像所需的积累角 并非均匀变化，那么在成像积累时间内目标上任意强散射点的多普勒频率是变化的，则会 导致方位向上图像难以聚焦，传统的ISAR成像方法也不再适用。同时目前就中段弹道微动 群目标的ISAR成像研究而言，因各目标始终围绕其自身质心产生形式各异的微动过程且伴 随着群目标结伴飞行的现象，故而当对其进行微多普勒效应分析或距离-慢时间域处理时 会产生严重的距离、方位重叠问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提出一种基于稀疏表示理论的微动群目标ISAR成像方法，该方 法通过结合中段弹道微动目标的数学回波表示模型，且充分利用雷达目标散射率分布的稀 疏特性及其空间姿态角随时间的变化规律，开展基于压缩感知理论对低脉冲重复频率 (Pulse  Repetition  Frequency，PRF)的微动群目标ISAR成像研究。 实现本发明目的的技术解决方案为：基于稀疏表示理论的微动群目标ISAR成像方 法，包括以下步骤： 步骤1、建立各类微动目标的物理分析模型，利用罗德里格旋转方程，确定各类微 动目标的空间旋转矩阵，推导获得目标与雷达视线间的空间姿态角变化规律； 步骤2、结合中段弹道目标的旋转对称特性，将原本三维空间的微动问题转换为某 4 CN 111551933 A 说　明　书 2/8 页 平面内按空间姿态角规律变化的二维空间转动问题，同时作等效二维成像平面内任意强散 射点对应雷达回波形式的推导，获得符合微动目标的雷达信号稀疏表征模型； 步骤3、通过结合步骤2的微动目标雷达信号稀疏表征模型，建立符合特定场景的 微动目标线性化回波稀疏表征矩阵，搭建符合压缩感知理论的稀疏表示求解问题； 步骤4、根据压缩感知基本理论，通过非线性优化算法实现对若干微动目标稀疏系 数的高精度重构；同时结合各目标质心位置分布，通过建立组合静态基矩阵完成对若干微 动目标图像的有效拼接，实现对中段弹道微动群目标的高分辨ISAR成像。 与现有技术相比，本发明具有以下优点：有效克服因微动而产生的方位向非均匀 采样对ISAR成像的影响，且当脉冲重复频率不满足传统Nyquist采样定理，即雷达回波存在 欠采样或数据缺失等问题时依然有效；同时基本解决微动群目标同时ISAR成像存在的距离 向、方位向重叠问题。 附图说明 图1是本发明中典型的中段弹道章动目标模型图。 图2是本发明中旋转对称的章动目标成像等效模型图。 图3是本发明中ISAR成像平面的二维网格离散化示意图。 图4是本发明中随机亚采样雷达回波数据示意图。 图5是本发明中基于稀疏表示的微动目标ISAR成像方法示意图。 图6是本发明中具体的物理仿真场景示意图。 图7是本发明中几类典型弹道目标的物理尺寸示意图。 图8是本发明中若干微动目标强散射点位置、幅度分布及群目标ISAR成像结果图。