一种通航目标雷达回波数据仿真计算方法技术

本发明专利技术公开了一种通航目标雷达回波数据仿真计算方法。本发明专利技术提出的仿真计算方法基于有限的通航目标雷达散射截面(RCS)计算与测量数据，采用数理统计与分析的方法，实时生成通航目标RCS时间序列。本仿真计算方法包括通航目标RCS计算与测量、RCS概率密度统计、RCS数据拟合、RCS数据库生成和RCS数据随机选择等五个步骤。本发明专利技术为低空空域通航目标检测算法的验证提供了可信的数据基础。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了。本专利技术提出的仿真计算方法基于有限的通航目标雷达散射截面(RCS)计算与测量数据，采用数理统计与分析的方法，实时生成通航目标RCS时间序列。本仿真计算方法包括通航目标RCS计算与测量、RCS概率密度统计、RCS数据拟合、RCS数据库生成和RCS数据随机选择等五个步骤。本专利技术为低空空域通航目标检测算法的验证提供了可信的数据基础。【专利说明】
本专利技术涉及，属于低空空域安全监视
，涉及雷达目标检测。
技术介绍
雷达是低空空域通航目标监视的重要手段。但是，由于低空空域背景环境复杂，噪声干扰强，而通航目标一般是雷达散射截面(RCS)较小的小型飞行器，回波信号弱，优良的目标检测算法成为提闻系统探测能力的关键。 通航目标RCS随目标航迹与姿态角的变化具有一定的起伏特性。为验证目标检测算法的有效性，需要建立通航目标RCS仿真数据库，实时提供通航目标RCS仿真数据。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述问题，提出了，该方法能够实时提供通航目标RCS仿真数据，实时提供通航目标RCS仿真数据，为低空空域通航目标检测算法的验证提供可信的数据基础。 ，包括如下步骤: 步骤一、通航目标RCS计算与测量； 步骤二、RCS概率密度统计； 步骤三、RCS数据拟合； 步骤四、RCS数据库生成； 步骤五、RCS数据随机选择； 本专利技术的优点在于: (I)通航目标的RCS仿真数据概率密度统计基于理论计算或实验测量数据拟合获得，具有一定的可信度； (2)通航目标RCS仿真数据库提供通航目标RCS仿真数据的实时性高，便于验证低空空域通航目标检测算法。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术的通航目标雷达回波数据仿真计算方法的示意图； 图2是本专利技术实施例的某通航目标RCS测量数据概率密度分布统计结果； 图3是本专利技术实施例的某通航目标RCS概率密度分布拟合曲线； 图4是本专利技术实施例的某通航目标RCS数据量分布曲线。 【具体实施方式】 下面将结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。 本专利技术是，流程如图1所示，包括如下步骤: 步骤一、通航目标RCS计算与测量； 针对特定的通航目标，采用理论计算或实验测量的方法，获得该目标在不同频段f上，随俯仰角#和方位角Θ变化的RCS值。其中，俯仰角-的变化范围为-20°~20°，步长为a;方位角Θ的变化范围为-180°~180°，步长为b。 步骤二、RCS概率密度统计； 基于步骤I获得的通航目标在不同频段上的RCS数据，统计该目标在特定频段的RCS分布情况。计算出不同区间内RCS数据量占总数据量的百分比，得到RCS概率密度分布结果。 假设在频段4上，共获得某通航目标的N个RCS值，其取值范围为σ e ，并将其等分为t个区间,如, ，…，[σ , σ J。统计每个区间内的RCS数据个数为n= In1, η2，…，叫，...，!!,};则每个区间内RCS数据量占总数据量的百分比为p =(Pi, P2, *.., Pi,…，Pj ;且 Pi =TT(I) N 步骤三、RCS数据拟合； 基于X 2函数拟合不同频段f上。和P的关系曲线ρ*(σ)。X 2函数的公式如下: 【权利要求】1.，包括如下步骤: 步骤一、通航目标RCS计算与测量； 针对特定的通航目标，获得该目标在不同频段f上，随俯仰角-和方位角Θ变化的RCS值； 步骤二、RCS概率密度统计； 基于步骤I获得的通航目标在不同频段上的RCS数据，统计该目标在特定频段的RCS分布情况，计算出不同区间内RCS数据量占总数据量的百分比，得到RCS概率密度分布结果； 步骤三、RCS数据拟合； 基于X 2函数拟合不同频段f上。和P的关系曲线p*(0)； X 2函数的公式如下:式中，ο为RCS随机变量，?为RCS平均值，<5<σ,? k为双自由度值，0〈k〈10 ；调整σ和k的取值，使得拟合数据ρ*( σ )与原始数据P之间的平方差均值e最小，平方差均值e由下式计算:由此获得特定频段f上通航目标RCS数据概率密度分布拟合曲线； 步骤四、RCS数据库生成； 基于步骤3获得的特定频段f上的通航目标RCS数据。i的概率密度分布函数P* (Qi),生成包含Q个RCS数据的通航目标RCS数据库，不同σ i值对应的数据量qi由下式计算qi = Q.P* ( σ j).r, σ 0 < O1= σ 0+r.i < σ t(4)式中，i = 0, I,..., Q 且步长 r = I。t_。。I /Q ; 步骤五、RCS数据随机选择； 基于步骤4获得的频段f上的通航目标RCS数据库，随机选择数据库中的I个RCS数据，作为实时的通航目标雷达回波仿真数据。2.根据权利要求1所述的额，所述的步骤一中，俯仰角罗的变化范围为-20°~20°，步长为a;方位角Θ的变化范围为-180°~180°，步长为b。3.根据权利要求1所述的额，所述的步骤二中，不同区间内RCS数据量占总数据量的百分比的方法为: 假设在频段4上，共获得某通航目标的N个RCS值，其取值范围为σ e ，并将其等分为t个区间，如，…，[σ t_1； σ J ;统计每个区间内的RCS数据个数为n= In1, η2，…，叫，...，!!,};则每个区间内RCS数据量占总数据量的百分比为p =(Pi, P2, *.., Pi,…，Pj ;且P1 =—⑴ r> JVO【文档编号】G01S7/41GK104199010SQ201410479763【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月18日 优先权日:2014年9月18日 【专利技术者】陈唯实, 李敬 申请人:中国民航科学技术研究院本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通航目标雷达回波数据仿真计算方法，包括如下步骤：步骤一、通航目标RCS计算与测量；针对特定的通航目标，获得该目标在不同频段f上，随俯仰角和方位角θ变化的RCS值；步骤二、RCS概率密度统计；基于步骤1获得的通航目标在不同频段上的RCS数据，统计该目标在特定频段的RCS分布情况，计算出不同区间内RCS数据量占总数据量的百分比，得到RCS概率密度分布结果；步骤三、RCS数据拟合；基于χ2函数拟合不同频段f上σ和p的关系曲线p*(σ)；χ2函数的公式如下：p*(σ)=k(k-1)!σ‾(kσσ‾)k-1exp(-kσσ‾)---(2)]]>式中，σ为RCS随机变量，为RCS平均值，k为双自由度值，0<k<10；调整和k的取值，使得拟合数据p*(σ)与原始数据p之间的平方差均值e最小，平方差均值e由下式计算：e=1tΣi=1t(p*(σi-1+σi2)-pi)2---(3)]]>由此获得特定频段f上通航目标RCS数据概率密度分布拟合曲线；步骤四、RCS数据库生成；基于步骤3获得的特定频段f上的通航目标RCS数据σi的概率密度分布函数p*(σi)，生成包含Q个RCS数据的通航目标RCS数据库，不同σi值对应的数据量qi由下式计算qi＝Q·p*(σi)·r,σ0＜σi＝σ0+r·i＜σt               (4)式中，i＝0,1,...,Q且步长r＝|σt‑σ0|/Q；步骤五、RCS数据随机选择；基于步骤4获得的频段f上的通航目标RCS数据库，随机选择数据库中的1个RCS数据，作为实时的通航目标雷达回波仿真数据。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈唯实，李敬，
申请(专利权)人：中国民航科学技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11