[发明专利]一种基于双正交匹配追踪的散射中心参数反演方法

权利要求书

1.一种基于双正交匹配追踪的散射中心参数反演方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、根据目标先验信息，划分散射中心模型位置参数网格；

S2、根据位置参数网格，确定GTD模型稀疏表征；

S3、基于GTD模型稀疏表征，设置双正交匹配追踪门限；

S4、初始化参数，包括初始化残差向量、索引矩阵、稀疏基矩阵、支撑集矩阵以及迭代次数；

S5、更新迭代次数；

S6、若迭代次数t＝1，则跳过步骤S6，直接进行步骤S7，若迭代次数t≠1，则对上一次迭代的稀疏基矩阵进行正交化操作，使已选原子与待选原子去相关；

S7、对正交化后的稀疏基矩阵的每一列进行归一化操作；

S8、基于步骤S7得到的、归一化后的稀疏基矩阵，计算元素索引；

S9、根据计算得到的元素索引，更新索引矩阵和支撑集矩阵；

S10、根据更新的支撑集矩阵，估计稀疏系数向量；

S11、根据稀疏系数向量，更新残差向量；

S12、根据更新的残差向量和双正交匹配追踪门限，判断是否满足收敛条件；若满足条件，则停止迭代，否则返回步骤S5；

S13、输出索引矩阵和稀疏系数向量。

2.根据权利要求1所述的基于双正交匹配追踪的散射中心参数反演方法，其特征在于：

所述步骤S1中划分散射中心模型位置参数网格时，已知目标的长度不大于L，雷达的分辨率为Δ_r，则目标的位置参数网格向量范围为-L/2～L/2，网格间距为Δ_r，记为位置参数网格向量r＝-L/2:Δ_r:L/2，设r的维数为Q，r_q为r的第q个元素，q＝1,...,Q。

3.根据权利要求2所述的基于双正交匹配追踪的散射中心参数反演方法，其特征在于：

所述步骤S2中确定GTD模型稀疏表征时，一维GTD模型表达式为：

其中，S(k)为目标回波信号；k为波数；k_c为中心波数；m＝1,...,M，M为散射中心个数；A_m为第m个散射中心的复散射幅度系数；r_m为第m个散射中心的径向位置坐标；α_m为类型参数，取值有5种：-1，-0.5，0，0.5，1；

一维GTD模型表达式改写为稀疏表达形式，为：

S＝Φw

其中，S为回波信号列向量，S＝[S(k₁),S(k₂),…,S(k_P)]^T；S(k_p)为频点k_p下的目标回波信号，k_p为k的离散值，p＝1,2,…P，P为频域采样点数；Φ为GTD模型的稀疏字典矩阵，Φ＝[φ(k₁),φ(k₂),…,φ(k_P)]^T，φ(k_p)是由稀疏原子构成的Q×5维列向量，q＝1,…,Q；α_i为类型参数的五种取值：-1，-0.5，0，0.5，1，i＝1,…,5；回波信号列向量S中的每个元素对应r_q与α_i的一种组合。

4.根据权利要求1所述的基于双正交匹配追踪的散射中心参数反演方法，其特征在于：

所述步骤S3中设置双正交匹配追踪门限时，表达式为：

a＝0.01*||S||₂

其中，||·||₂为向量2范数，S为GTD模型稀疏表征下得到的回波信号列向量。

5.根据权利要求3所述的基于双正交匹配追踪的散射中心参数反演方法，其特征在于：

所述步骤S4中初始化参数时，包括初始化残差向量R⁽⁰⁾＝S，初始化索引矩阵初始化稀疏基矩阵Z⁽⁰⁾＝Φ，初始化支撑集矩阵Ω⁽⁰⁾＝[]，初始化迭代次数t＝0。