狀態空間模型(SSM)算法和矩陣束(MP)算法分析比較

摘要:主要研究了雷達目標一維散射中心參數提取的問題。首先介紹了空間狀態模型(SSM)算法和矩陣束(MP)算法原理，然后分析比較了兩種算法的異同點，在較高信噪比條件下，兩種算法都能較為準確地估計參數，SSM算法在幅度估計的計算量方面有一定的優勢，通過對仿真數據和暗室數據進行計算機仿真分析驗證了理論分析的正確性。

關鍵詞:空間狀態模型;矩陣束;一維散射中心

中圖分類號:TP312文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2009)36-10263-04

Analysis and Comparison of State-spacemodel(SSM) Algorithm and Matrix Pencil(MP) Algorithm

ZENG Yue， YUAN Si-ji

(School of Electronic Science and Engineering， National University of Denfense Technology， Changsha 410073， China)

Abstract: Major study the problem of radar target one-dimensional scattering center Parameters extraction. First introduced the theory of state space model (SSM) algorithm and matrix pencil (MP) algorithm ， then analyzed and compared the similarities and differences between the two algorithms ，at high SNR conditions， the two algorithms can be more accurate estimation of the parameters， SSM algorithm in computing the amount of the estimated range has certain advantages， through computer simulation of the simulation data and Darkroom data to verify the theoretical analysis is correct.

Key words: state-space model; matrix pencil; one-dimensional scattering center

隨著現代戰爭需求的不斷提高以及雷達信號處理技術的發展，要求雷達系統不僅能發現和跟蹤目標，而且也要對感興趣目標進行分類識別。目標識別的關鍵環節是特征提取[1]，而目標一維散射中心參數是表征目標結構特性的重要內容之一。目前，目標一維散射中心的確定和描述主要有兩類方法，即非參數法和參數法。非參數法是把散射測量數據變換到某個域，得到該域下譜的分布，根據譜峰來確定信號的階數、強度等，這類方法有FFT，MUSIC[2]方法等。參數法是通過建立光學區目標散射中心的參數模型，并對模型參數進行估計，來完成對散射中心的提取和描述，這類方法有Prony方法和矩陣束(Matrix pencil)方法[3-4]等。

系統的狀態空間模型(SSM)描述法是20世紀50至60年代開始引入系統分析領域的，它在宇航、自動控制、雷達與聲納信號處理等方面有很重要的作用，甚至在經濟、社會、生物等領域也有很大的應用價值[5]。SSM算法是利用雷達回波序列構造Hankel矩陣，然后對Hankel矩陣進行SVD分解，最后對得到的降秩矩陣進行特征值分解來獲得信號的極點?！?br>