基于ISAR图像序列的空间目标物理结构反演方法研究

空间目标物理结构特征提取是空间目标识别以及威胁推测与判定的关键。受雷达分辨率的限制，空间目标各结构部件通常表现为ISAR图像上几个散射点的组合，如何利用少数几个散射点来获取空间目标结构和部件的物理结构信息是空间目标ISAR图像分析的难点。本项目首先利用连续姿态下的目标ISAR图像序列，提取散射中心空间三维分布信息；然后从目标散射中心模型分析入手，将目标散射中心按不同类型进行区分，对不同类型散射中心进行时频分析，分析不同类型散射中心在时频域的表现特征，根据其时频特性建立散射中心与简单物理结构之间的映射；再针对感兴趣的散射中心进行极化分解，提取与每一个成像单元内实际散射特性的主要分量相匹配的特性参量，将其与典型目标散射矩阵进行匹配，建立极化散射中心与物理结构之间的映射；最后提出利用组合特征进行空间目标物理结构反演，解决目标反演中的不确定性问题。

项目重点研究了空间目标物理结构特征提取与分析方法，为空间目标识别和分析提供技术途径。首先从空间目标电磁散射机理出发，研究了基于ISAR图像序列的空间目标散射中心三维位置重构、基于自适应高斯基表示（AGR）时频分解的散射类型特征提取、基于极化分解的散射机制特征提取以及基于属性散射中心模型的参数特征提取方法，获取了与空间目标结构部件对应的散射中心的位置、长度、散射机制等物理特征；再将散射中心多组特征进行模糊聚类，获得散射中心属性特征；最后，基于空间目标知识信息，通过散射中心属性特征实现了空间目标物理结构的反演分析。利用空间目标仿真数据和部分实测数据验证了算法的有效性。