基于自适应高斯表达的散射机理识别与提取方法与流程

技术特征：

1.一种基于自适应高斯表达的散射机理识别与提取方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤S1、获取目标的宽带-角度扫描散射数据；

步骤S2、在距离方向或方位方向对信号进行AGR计算；

步骤S3、根据AGR计算结果来计算信号能量的自适应频谱图；

步骤S4、分离AGR中高斯基函数宽度大的信号分量和宽度小的信号分量，分别进行ISAR成像，实现散射机理的定位和分离；

高斯基函数宽度a_p大的部分代表频率相关散射中心，a_p小的部分代表点散射中心。

2.如权利要求1所述的基于自适应高斯表达的散射机理识别与提取方法，其特征在于，所述的步骤S2中，对信号进行AGR计算的步骤具体包含以下步骤：

步骤S2.1、确定迭代初始值；

当p＝0时，确定迭代起始值k₀和a₀，并给初始信号赋值s₀(t)＝s(t)；

步骤S2.2、开始寻找基函数的局部最大值：

其中，下标p表示第p个高斯基函数，s(t)是信号，基函数h_p(t)是归一化高斯函数，B_p是其系数；

步骤S2.3、计算s_p(t)投影到h_p(t)后的余量s_p+1(t)：

s_p+1(t)＝s_p(t)-B_ph_p(t) (8)

步骤S2.4、计算剩余能量：

||s_p+1(t)||²＝||s_p(t)||²-||B_p||² (9)

步骤S2.5、计算重构误差SNR_q；

经过q次分解之后原信号为：

根据能量守恒：

随着q增加，误差s_q+1(t)单调降低，当增加新的基函数h_q+1(t)后，没有影响之前选择的参数时，可以认为迭代停止，此时重构误差为：

步骤S2.6、判断重构误差是否满足迭代停止条件若是，则迭代结束，记录此时的a_p,t_p,f_p数值，若否，则令p＝p+1，继续进行步骤S2.2；

设置迭代停止条件为重构误差SNR_q小于某小值ε，或者为迭代次数达到某极限值；

SNR_q+1≤R (13)

如果p→∞，则重构信号能量与原信号相同，即，

。

3.如权利要求2所述的基于自适应高斯表达的散射机理识别与提取方法，其特征在于，在所述的步骤S2.1中，

每一步a的选取以二分的方式进行：

第k步的时间步长为：

如果是在距离方向进行AGR计算，则起始值k₀用已知的信号时间步长ΔT来确定：

如果是在方位方向进行AGR计算，则起始值k₀用已知的信号的方位向角度采样步长确定。

4.如权利要求3所述的基于自适应高斯表达的散射机理识别与提取方法，其特征在于，所述的步骤S2中，对于满足采样密度要求的目标电磁散射数据，在距离方向上使用AGR算法进行处理，可以识别和分离这组散射数据的频率依赖和频率无关散射机理分量，在方位方向上使用AGR算法进行处理，则可以识别和分离方位耦合和方位独立散射机理分量。

5.如权利要求4所述的基于自适应高斯表达的散射机理识别与提取方法，其特征在于，所述的步骤S1中，使用测试或精确计算的方法获取目标的宽带-角度扫描散射数据，带宽和角度扫描范围及间隔选取与AGR迭代的初始步长有关。

6.如权利要求5所述的基于自适应高斯表达的散射机理识别与提取方法，其特征在于，所述的步骤S1中，根据辐射反射模型，将散射体看作辐射体，传播速度为媒质中真实速度的一半，即目标图像F是散射场E的傅里叶变换，两个对应的傅里叶变换对是与d：

如果在时域进行AGR计算，根据公式(6)，第k＝0步对应的时间步长应小于等于总的时域采样宽度，即：

k₀是方差a_p迭代的次数，至少为1，即距离向成像宽度应大于1.6m，进而得到频域采样间隔最大为

同样的，如果在频域进行AGR计算，应有：

即频域采样带宽应大于

7.如权利要求6所述的基于自适应高斯表达的散射机理识别与提取方法，其特征在于，所述的步骤S3中，利用下式计算信号能量的自适应频谱图：