[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

说明书

本发明涉及一种基于双正交匹配追踪的散射中心参数反演方法及计算机可读存储介质，该方法包括：划分散射中心模型位置参数网格；GTD模型稀疏表征；设置双正交匹配追踪门限；初始化参数；更新迭代次数；稀疏基正交化；稀疏基归一化；计算元素索引；更新索引矩阵和支撑集矩阵；估计稀疏系数向量；更新残差向量；判断是否满足收敛条件；输出索引矩阵和稀疏系数向量。本发明提供的方法可准确估计相邻散射中心的GTD模型参数，可应用于目标基本结构反演与自动目标识别。

技术领域

本发明涉及雷达信号处理技术领域，尤其涉及一种基于双正交匹配追踪的散射中心参数反演方法、计算机可读存储介质。

背景技术

散射中心参数反演，是基于目标的散射中心模型，进行散射中心各参数的估计，所得的主要参数包括散射中心位置、类型参数等，可用于了解目标的精细几何结构。GTD(几何绕射)模型是一种常用的散射中心模型，它将散射中心的频率依赖性表达为半整数指数的幂次函数形式，且频率依赖因子与目标散射中心的几何结构相对应，能够提供丰富的目标结构信息，受到学者们的广泛重视。

在GTD模型的参数反演方面，目前较为热门的方法为稀疏优化方法，这类方法通过引入稀疏先验，能够消除模型参数反演的不适定性。其中，正交匹配追踪由于具有较低的计算复杂度，尤其常用于GTD模型的参数反演问题。然而，当散射中心之间的位置相距较近时，其对应的原子具有高度相关性，当一个原子被选入支撑集后，相当于待选原子的一部分相似成分也被加入到支撑集中，这会对后面原子的选择产生负面影响，进而影响参数反演精度。

发明内容

本发明的目的是针对上述至少一部分不足之处，提供一种基于双正交匹配追踪的散射中心参数反演方法，以解决传统正交匹配方法估计相邻散射中心参数时估计精度不足的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于双正交匹配追踪的散射中心参数反演方法，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、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、对步骤S6得到的、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。

优选地，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。

优选地，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：