基于稀疏时间-频率-调频率表示的微动形式辨识方法

1.基于稀疏时间-频率-调频率表示的微动形式辨识方法，其特征在于，包括：建立典型微动形式下的时间-频率-调频率调制模型；设置雷达观测参数以及典型微动形式下的时间-频率-调频率调制模型的微动参数，构建微动散射中心模型集合；获取目标散射中心的稀疏时间-频率-调频率估计序列；计算目标散射中心的稀疏时间-频率-调频率估计序列与微动散射中心模型集合的重构误差；比较最小重构误差与判决门限大小，判别微动形式。 2.根据权利要求1所述的基于稀疏时间-频率-调频率表示的微动形式辨识方法，其特征在于，以目标质心 O 为坐标原点建立雷达观测参考坐标系 O - XYZ ，设目标进动轴为 Z 轴，以初始时刻目标对称轴与进动轴共面且垂直于 OZ 轴方向为 Y 轴， X 轴由右手螺旋定则确定；设雷达视线与进动轴夹角，即平均视界角为 α ，方位角为 v ，结合目标运动模型建立典型微动形式下的时间-频率-调频率调制模型，其中所述典型微动形式包括进动、摆动和章动中的一种或多种。 3.根据权利要求2所述的基于稀疏时间-频率-调频率表示的微动形式辨识方法，其特征在于，所述进动形式下，目标绕自旋轴转动的同时绕锥旋轴转动，目标锥旋角频率为 ，进动角为 ，初始时刻目标自旋轴位于 YOZ 平面内，进动形式下的时间-频率-调频率调制模型包括进动形式下散射中心的瞬时频率参数方程与瞬时调频率参数方程，如下： ， ，其中 f mD,pre ( t )和Ω mD,pre ( t )分别代表进动形式下散射中心的瞬时频率和瞬时调频率， A pre 代表微动幅度， φ pre 代表初相， λ 代表信号波长。 4.根据权利要求3所述的基于稀疏时间-频率-调频率表示的微动形式辨识方法，其特征在于，微动幅度 A pre 和初相 φ pre ，如下： ， ，其中r 0 = [ x , y , z ] T 为散射中心在本体坐标系位置。 5.根据权利要求2所述的基于稀疏时间-频率-调频率表示的微动形式辨识方法，其特征在于，所述摆动形式下，设摆动平面为 YOZ ，目标摆动幅度为 θ wobble ，摆动角频率为 ω wobble ，摆动初相为 ψ wobble ，r 0 = [ x , y , z ] T 为散射中心在本体坐标系位置，则摆动形式下的时间-频率-调频率调制模型包括摆动形式下散射中心的瞬时频率参数方程与瞬时调频率参数方程，如下： ， ，其中 f mD,wob ( t )和Ω mD,wob ( t )分别代表摆动形式下散射中心的瞬时频率和瞬时调频率， λ 代表信号波长， A = - y cos α + z sin α sin v ， B = z cos α + y sin α sin v 。 6.根据权利要求2所述的基于稀疏时间-频率-调频率表示的微动形式辨识方法，其特征在于，所述章动形式下，目标在进动的基础上进动轴发生摆动，进动下目标绕自旋轴转动的同时绕锥旋轴转动，目标锥旋角频率为 ，进动角为 ，初始时刻目标自旋轴位于 YOZ 平面内，摆动下目标摆动幅度为 θ wobble ，摆动角频率为 ω wobble ，摆动初相为 ψ wobble ，摆动平面为 YOZ ；则章动形式下的时间-频率-调频率调制模型包括章动形式下散射中心的瞬时频率参数方程与瞬时调频率参数方程，如下： ， ，其中 f mD,nut ( t )和Ω mD,nut ( t )分别代表章动形式下散射中心的瞬时频率和瞬时调频率， λ 代表信号波长，r 0 = [ x , y , z ] T 为散射中心在本体坐标系位置，同时，为简化方程表述，令 ， ， 7.根据权利要求2至6中任一项所述的基于稀疏时间-频率-调频率表示的微动形式辨识方法，其特征在于，雷达观测参数包括载频、脉冲重复频率、观测时长、平均视界角、方位角；所述微动参数包括进动形式下的锥旋频率、锥旋角，摆动形式下的摆动频率、摆动幅度以及章动形式下的锥旋频率、锥旋角、摆动频率、摆动幅度。 8.根据权利要求7所述的基于稀疏时间-频率-调频率表示的微动形式辨识方法，其特征在于，所述微动散射中心模型集合包括典型微动形式瞬时频率序列集合 和典型微动形式瞬时调频率序列集合 ，分别如下： ， ，其中， n = 0, 1 ,…, N -1， N 为信号序列长度， K 为微动形式总数， k 表示第 k 种微动形式， t n 为离散时间序列时间点， θ 为散射中心微动参数， 、 和 分别表示 t n 时刻 θ 参数下构建的进动、摆动和章动瞬时频率序列， 、 和 分别表示 t n 时刻 θ 参数下构建的进动、摆动和章动瞬时调频率序列。 9.根据权利要求8所述的基于稀疏时间-频率-调频率表示的微动形式辨识方法，其特征在于，获取目标散射中心的稀疏时间-频率-调频率估计序列，表示为： ， ，其中， f ( t n )、Ω ( t n )分别为获取的瞬时频率序列和瞬时调频率序列真值， ε 1 ( t n )、 ε 2 ( t n )分别为瞬时频率序列和瞬时调频率序列的估计误差，设这两个误差相互独立，且为高斯白噪声，方差为 σ 1 和 σ 2 。 10.根据权利要求9所述的基于稀疏时间-频率-调频率表示的微动形式辨识方法，其特征在于，所述重构误差 ξ ( k , θ )为： ，其中， a 1 与 a 2 分别为瞬时频率序列与瞬时调频率序列估计误差加权系数。 11.根据权利要求10所述的基于稀疏时间-频率-调频率表示的微动形式辨识方法，其特征在于，设重构误差最小对应的微动形式与微动参数为 、 ，表示为 ，若 ，则散射中心为非微动散射中心；否则，该散射中心为微动散射中心，微动形式为 ，微动参数为 ，其中 为设置的判决门限。