《三維稀疏目標探測的電磁逆散射問題高效求解方法研究》是依託廈門大學，由朱春輝擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：三維稀疏目標探測的電磁逆散射問題高效求解方法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：朱春輝
- 依託單位：廈門大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
探測目標重建技術是現代信息科學的重要技術之一。非線性逆散射方法考慮多次散射效應，可精確得到目標的幾何和物理性質。求解效率的提高和不適定性的處理方法是非線性逆散射問題的發展瓶頸和研究熱點。申請者前期提出的一維和二維共形傅立葉變換方法計算效率比FFT高几十到上萬倍，提出的一維電磁散射非線性體積分方程解法求解精度比BCGS-FFT高2到6個數量級。在此基礎上，本項目以三維稀疏目標重建的非線性電磁逆散射問題為背景；以電磁體積分方程正演問題中卷積的高效計算方法與反演問題疊代中參數的可靠更新方法為核心。研究1、三維共形傅立葉變換方法；2、正演問題半解析卷積快速高精度計算方法；3、壓縮感知理論指導下，反演疊代中欠定參數更新方程測量矩陣的構造方式。最終形成系統的非線性電磁逆散射問題快速高精度解法，實現高效可靠的電磁逆散射稀疏目標重建技術，積極的推動電磁逆散射目標探測技術，尤其是大規模三維探測技術的發展。
結題摘要
探測目標重建技術是現代信息科學的重要技術之一。非線性逆散射方法考慮多次散射效應，可精確得到目標的幾何和物理性質。求解效率的提高和不適定性的處理方法是非線性逆散射問題的發展瓶頸和研究熱點。為了提高三維正演方法的效率，本項目研究了三維共形Fourier變換算法，建立了基於混合譜元法的三維電磁體積分方程正演問題的快速高精度求解方法，結合壓縮感知和波恩疊代技術實現了高效可靠的電磁場逆散射反演技術；同時為了對所提出的方法進行對比驗證，在項目實施過程中增加了對傳統FDTD方的改進和研究。所提出的三維共形Fourier變換算法和正演方法具有譜精度，可以在極低頻的探測頻率下仍舊能很好的反應實際情況，所提出三維反演算法可以得到15%以下的反演精度。 在本項目的全部或部分支持下，在國內外重要學術期刊和國際會議上發表相關學術論文17篇，其中期刊論文13篇，全部為SCI檢索(JCR二區7篇，JCR三區3篇，JCR4四區3篇)，會議論文4篇，全部為EI檢索。以本項目為第一標註的期刊論文5篇，會議論文1篇。以項目負責人為第一作者或通訊作者的期刊論文三篇（JCR二區2篇，JCR四區1篇），會議論文1篇。以項目負責人或參與者為第一作者或通訊作者的期刊論文11篇，會議論文2篇。 由於三維電磁逆散射的龐大計算複雜度，目前得到套用的地球物理勘探儀器中所攜帶的軟體以一維或者一維和二維組合成的偽三維計算成像為主。本項目所研究的三維問題的三維稀疏目標探測的電磁逆散射問題高效求解方法對於提高地球物理勘探的效率和成像質量是一項非常重要而有意義的工作。
