一种基于GTD模型和状态空间处理的运动目标超宽带散射中心提取方法  

A GTD model and state space approach based method for extracting the UWB scattering center of moving target

作　　者：王俊[1] 魏少明[1] 孙进平[1] 毛士艺[1] 

机构地区：[1]北京航空航天大学电子信息工程学院,北京100191

出　　处：《中国科学：信息科学》2011年第8期929-944,共16页Scientia Sinica(Informationis)

基　　金：重点实验室基金(批准号:9140C8001011001);国家自然科学基金(批准号:60901056)资助项目

摘　　要：超宽带条件下散射中心的不同运动将对参数提取造成影响.基于GTD模型和状态空间处理,本文提出了一种针对运动目标的超宽带散射中心提取方法.该方法首先将超宽带条件下的目标GTD散射模型转化为状态空间方程,通过奇异值分解提取散射中心的径向距离和径向速度信息;然后由标准正交向量基降维表示散射中心在整个带宽上的类型参数信息,采用遍历方法和最小二范数准则求解出散射中心的类型参数信息;最后基于最小二乘法求解出散射中心的散射强度.文中同时给出了各参数估计的CR界.仿真结果验证了文中方法的有效性,该方法可同时提取散射中心径向距离、径向速度、散射强度和类型参数信息,从而有利于各散射中心的跟踪和整体目标的有效识别.Movements of the scattering center on the condition of ultra-wideband （UWB） will impact the extrac-tion of parameters.This paper presents an approach for extracting the moving targets＇ UWB scattering center parameters based on the geometrical theory of diffraction （GTD） model and the state space approach.Firstly,the UWB GTD scattering model is transformed into state-space equations in order to estimate the range and range rate through the singular value decomposition.Secondly,the type parameter in the whole bandwidth is in-dicated dimension-reducedly by orthonormalized basis and estimated by traversal algorithm and minimum-norm algorithm.Finally,the intensity of scattering center is worked out based on the least square method.The paper provides the Cramer-Rao bound （CRB） for parameter estimation.The effectiveness of the approach is verified by computer simulation.The approach can estimate range,range rate,reflection intensity and type parameter simultaneously in order to improve the track of scattering centers and the target identification.

关 键 词：散射中心提取 GTD模型 状态空间法 超宽带 多普勒处理 

分 类 号：TN953[电子电信—信号与信息处理]