[发明专利]一种同步轨道空间目标的二维成像方法和系统

权利要求书

1.一种同步轨道空间目标的二维成像方法，其特征在于，所述方法基于微波关联成像实现，其具体包括如下步骤：

步骤1：建立雷达阵列，所述雷达阵列包括具有L个发射站和1个接收站；以同步轨道空间目标的位置作为成像单元的中心，按照预设的网格分辨率，划分M*N个成像单元；并进行时频相参校正处理，确保所述L个发射站中发出的发射信号在目标成像区域能相参叠加；

步骤2：由所述L个发射站根据预设参数发出带有随机相位调制的随机跳频的发射信号；

步骤3：在观测时间内所述L个发射站发射随机跳频脉冲信号；所述接收站雷达接收回波信号，并生成回波数据向量S，根据发射信号参数以及收发雷达和观测目标的位置信息对随机辐射场矩阵Ψ进行计算；

步骤4：所述接收站根据输入观测目标的稀疏度信息、回波数据向量和随机辐射场矩阵，通过正交匹配追踪(orthogonal matching pursuit,OMP)算法重构高轨空间目标的后向散射系数向量，进而获取观测目标的二维图像。

2.根据权利要求1所述的同步轨道空间目标的二维成像方法，其特征在于：所述步骤1还包括：所述L个发射站为根据经度线每隔预设距离布置；根据所述同步轨道空间目标与所述L个发射站中的每一个的距离，调整各个发射站之间的发射延时。

3.根据权利要求1所述的同步轨道空间目标的二维成像方法，其特征在于：步骤2中所述预设参数包括：发射信号的载频，信号带宽，采样频率，脉冲宽度，脉冲重复频率，基带信号类型，调频斜率，频率步进量。

4.根据权利要求3所述的同步轨道空间目标的二维成像方法，其特征在于：步骤2中所述发射信号中的随机跳频单元数在预设区间内服从均匀分布；对发射信号进行随机调相处理时，随机附加相位在预设区间内服从均匀分布。

5.根据权利要求4所述的同步轨道空间目标的二维成像方法，其特征在于：所述步骤2进一步包括：所述L个发射站发射带有随机相位调制的随机跳频信号，第l个发射站发射信号可以表示为：

其中，t表示快时间域时间；t_n＝nT_o(n＝1,2,L,N)表示慢时间域时间，n表示发射脉冲总数，N为自然数；T₀表示脉冲重复周期；rect(t)表示矩形窗函数，当-1/2＜t＜1/2时，rect(t)＝1；T_p表示脉冲宽度；f_c表示发射脉冲的载波频率；φ(t)为发射的基带调制信号；表示随机调相函数生成的随机相位；z_l,n表示随机跳频单元的个数；Δf表示随机跳频的频率增量；

L个发射站发射的随机信号在目标成像区域相参叠加后会形成空时两维随机辐射场，将观测成像区域划分为M个成像单元，其中第l个发射站到第m个成像单元的时延可以表示为

其中，r_m为目标成像场景中的任意一成像单元的坐标矢量，r_l”为第l个发射站位置矢量，r'为接收站位置矢量，c为光速。