上海航天电子通讯设备研究所赵春雷获国家专利权
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龙图腾网获悉上海航天电子通讯设备研究所申请的专利基于块稀疏建模的低空多径目标超分辨仰角估计方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116482641B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-22发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310457242.2,技术领域涉及:G01S7/41;该发明授权基于块稀疏建模的低空多径目标超分辨仰角估计方法是由赵春雷;赵婵娟;叶舟;蒋文;闫康杰设计研发完成,并于2023-04-25向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于块稀疏建模的低空多径目标超分辨仰角估计方法在说明书摘要公布了:本发明公开一种基于块稀疏建模的低空多径目标超分辨仰角估计方法,包括:基于雷达的定位定向信息和雷达对目标的方位测量值,在回波传播路径所在平面内建立直角坐标系;从地理信息系统中提取目标所在方向上、一定距离范围内的地形曲线;对感兴趣空域在俯仰维进行网格划分,结合距离测量值和地形曲线分析各俯仰角对应的反射路径有效性,并计算反射波的入射俯仰角;由所有感兴趣俯仰角对应的直接回波导向矢量和反射波导向矢量构造结构化冗余字典;建立雷达阵元域子阵域波束域接收数据的结构化稀疏表示模型;采用一阶快速算法求解凸组合优化问题,恢复块稀疏信号矩阵;基于恢复的块稀疏信号获得目标的仰角估计值,可以有效提高模型的准确性。
本发明授权基于块稀疏建模的低空多径目标超分辨仰角估计方法在权利要求书中公布了:1.一种基于块稀疏建模的低空多径目标超分辨仰角估计方法,其特征在于,包括: 步骤1,基于雷达的定位定向信息和雷达对目标的方位测量值,在回波传播路径所在平面内建立直角坐标系;其中,记雷达坐标为xR,yR; 步骤2,从地理信息系统中提取目标所在方向上、预设距离范围内的地形曲线;其中,所述地形曲线是由以一定分辨率划分的点构成的集合:{xn,yn|n=1,2,...,N}; 步骤3:对感兴趣空域在俯仰维进行网格划分,结合距离测量值和地形曲线分析各俯仰角对应的反射路径有效性,并计算反射波的入射俯仰角;其中,将感兴趣空域在俯仰维按照一定的间隔划分为网格{θl|l=1,2,...,L},基于雷达对目标的距离测量值R计算目标落在各俯仰网格时的位置坐标xT,yT=xR+Rcosθ,yR+Rsinθ,并结合地形曲线进一步分析各网格角度θl对应的反射路径有效性、及其对应的反射波入射俯仰角θl′;反射路径有效性和反射波入射俯仰角的分析方法,包括: ①基于目标直接回波与反射波的波程差约束限定潜在反射点范围,其中,dR为反射点到雷达的距离,dT为反射点到目标的距离,ΔRmax取距离分辨率的1~3倍,约束后的潜在反射点坐标集合表示为: ②计算地形曲线各点处的切线斜率kn; ③基于几何关系确定反射点位置坐标,其中,俯仰角为θ的目标对应的反射点位置坐标基于下式确定: 其中,表示集合内使f的绝对值最小的元素; ④通过插值计算反射点的精确坐标,最终获得的反射点坐标仍记为xθ,yθ; ⑤判断反射路径的有效性并计算反射波的入射俯仰角:考虑到反射路径上可能存在遮挡、导致反射波无法被雷达接收,有效的反射路径必须满足:潜在反射点坐标集合非空,且对于任意的有下式成立: 基于此判断目标俯仰角为θ时多径效应是否存在;若该反射路径有效,则反射波的入射俯仰角θ′为:θ′=arctan[yθ-yRxθ-xR]; 步骤4:由所有感兴趣俯仰角对应的直接回波导向矢量和反射波导向矢量构造结构化冗余字典;其中,利用所有俯仰角网格点对应的直接回波导向矢量和反射波导向矢量构造如下冗余字典,网格点数L远大于目标个数D: A=[A1A2…AL] 其中,aθ表示入射信号的俯仰角为θ时雷达的M×1维接收阵列导向矢量,若aθ为阵元域导向矢量,则M对应天线单元数;若aθ为子阵域导向矢量,则M对应子阵个数;若aθ为波束域导向矢量,则M对应波束个数;记Al的列数为Jl,A的列数为K,则Jl=1,2,字典A由列数通常为2的块Al规则地构成,称A为结构化字典; 步骤5:建立雷达阵元域、子阵域或波束域接收数据的结构化稀疏表示模型; 步骤6:采用一阶快速算法求解凸组合优化问题,恢复块稀疏信号矩阵; 步骤7:基于恢复的块稀疏信号矩阵获得目标的仰角估计值,根据需要还可以进一步获取反射路径的衰减因子和目标回波的脉间幅相起伏特性。
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