一种对海上运动目标的高频天波雷达的快速检测方法技术

技术编号:12475069 阅读:135 留言:0更新日期:2015-12-10 10:44
本发明专利技术公开了一种对海上运动目标的高频天波雷达的快速检测方法,包括如下步骤:建立监测门槛G;找出全部通过检测门槛G的距离单元,通过步骤1;判断通过步骤1的距离单元是否为相邻距离单元,若为孤立距离单元,通过步骤2;确定通过步骤2的孤立距离单元是否为正、负布拉格峰值位置或者是“0多普勒频率”位置,如果不是,通过步骤3,与此同时确定该距离门内有运动目标。本发明专利技术能够有效降低由于电离层污染引起的回波展宽和重影,所有的虚警被排除,任何一个运动目标能够快速检测出来。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及海上运动目标的检测方法,具体涉及。
技术介绍
高频天波雷达用来检测舰船目标的困难主要体现在:舰船速度远低于飞机,其多普勒峰值往往就在Bragg峰附近,且常常被海杂波淹没;大多数时间段内高频段(3-30MHZ)的密集使用,造成频繁的“射频干扰(RFI) ”;天波传播时会受到大气噪声和雷电的“瞬态干扰”,经过电离层时会受到电离层“污染”;该雷达距离分辨力和方位分辨力都差。高频天波雷达也有它有利的一面:发射的脉冲相干性好,频率和相位稳定。可以利用目标运动产生的多普勒频移在频域将目标信号分辨出来。目前高频天波雷达的舰船检测已被证明是一项可行的技术,对舰船导航,防止船只碰撞等方面能够发挥作用;而在无线电海洋学领域,也需要把高频海面回波谱中属于舰船的信号辨别出来、再剔除出去。由于天波超视距雷达监测面积辽阔,采集的数据往往是十分庞大的,如何快速准确的从采集的数据中检测出运动目标是高频天波雷达舰船检测面临的主要问题。
技术实现思路
为解决上述问题,本专利技术提供了,能够从天波雷达大面积监视所获取的庞大的数据里准确判别有无运动目标,进而确定目标行驶的速度为实现上述目的,本专利技术采取的技术方案为:,包括如下步骤:S0、利用5.6MHz的采样频率,采集得到奇偶相间、相互正交的两路数据;从每一驻留波束提取512个回波,加权函数切比雪夫窗抑制脉压旁瓣后,对其进行快速傅立叶g变换,得到各个距离门的功率谱图;选取相邻的8个距离门取平均作为实时门槛G ;S1、找出全部通过检测门槛G的距离单元,通过步骤SI ;S2、判断通过步骤SI的距离单元是否为相邻距离单元,若为孤立距离单元通过步骤S2,否则返回步骤SI ;S3、确定通过步骤S2的孤立距离单元是否为正、负布拉格峰值位置或者是“O多普勒频率”位置,如果不是,通过步骤S3,同时确定该距离门内有运动目标。本专利技术具有以下有益效果:能够有效降低由于电离层污染引起的回波展宽和重影,所有的虚警被排除,任何一个运动目标能够快速检测出来。【附图说明】图1为本专利技术实施例中门限电平为0.2时的检测结果。图2为本专利技术实施例中门限电平为0.15时的检测结果(部分).图3为本专利技术实施例中某距离单元的含有目标的多普勒谱。图4为本专利技术实施例中含目标的距离单元减去比较门限后的多普勒谱谱。图5为本专利技术实施例的流程图。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的及优点更加清楚明白,以下结合实施例对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术,并不用于限定本专利技术。如图5所示,本专利技术实施例提供了,包括如下步骤:S0、利用5.6MHz的采样频率,采集得到奇偶相间、相互正交的两路数据;从每一驻留波束提取512个回波,加权函数切比雪夫窗抑制脉压旁瓣后,对其进行快速傅立叶g变换,得到各个距离门的功率谱图;选取相邻的8个距离门取平均作为实时门槛G ;S1、找出全部通过检测门槛G的距离单元,通过步骤SI ;S2、判断通过步骤SI的的距离单元是否为相邻距离单元,若为孤立距离单元通过步骤S2,否则返回步骤SI ;S3、确定通过步骤S2的孤立距离单元是否为正、负布拉格峰值位置或者是“O多普勒频率”位置,如果不是,通过步骤S3,同时确定该距离门内有运动目标。在拥有上千距离门(横跨一千多公里)的数据中,如果取门限电平为0.2,运行程序后马上检测出只有2个距离门超过比较门限,如图1的a、b为第I个被检测出的距离门在比较前后的多普勒谱谱图,图1的c、d为第2个被检测出的距离门在比较前后的多普勒谱谱图;但经过分析,图1的b、d并不是运动目标,而是由于被检测距离门的陆地回波峰值和临近距离门的陆地回波峰值有差异造成的结果。如果取门限电平为0.15,有14个距离门很快被检测出来,其中除了有一部分和图1的类似,为陆地回波峰值的差异引起的外,别的则是由不同距离单元左、右Bragg峰的峰值不同形成的,如图2的a、b所示。是由被检测单元的左边Bragg峰值和临近距离单元的Bragg峰值不同引起的,图2的C、d是由被检测单元的右边Bragg峰值和临近距离门的Bragg峰值不同造成的。这14个超过比较门限的距离门有多处是相邻距离门同时被检测出来,目标不可能占据几个距离门,也说明它们不可能是运动目标引起的。进一步降低检测门滥,把0.1作为门限电平,运行程序后,很快有64个距离门凸现出来,其中有4个距离门是孤立的,另外60个都有相邻距离门一同被检测出来其门限电平位置要么在“零频”位置,要么在左、右Bragg峰值处,都和图1或图2所示类似并非运动目标;而检测出的4个孤立距离门只有I个距离门的门限电平位置不在这些特殊位置,就是图3所示距离门。在此距离门的多普勒频率为0.167Hz处有一信号,由于这个信号和较近的正Bragg峰有着0.185Hz的多普勒频差,此频差远大于多普勒频率分辨力(0.03Hz),故可以认定为一运动目标。所有距离门的两Bragg峰值位置都一样,左、右Bragg峰值位置分别在-0.44Hz和0.43Hz处,两峰值位置中点-0.005Hz为“零频”点。而由公式(I)计算的Bragg峰的理论值为±0.436Hz,实测计算值和理论计算值基本吻合。目标的多普勒频率和“零频”相差0.611Hz,由(2)式易得此运动目标的时速为18.00千米。图3的多普勒谱谱保留有电离层污染造成的展宽,此时不必另外采取措施去消除它们,因为在比较门限内有着相似的电离层“污染”,直接用图3谱和比较门限相减后可以有效消除此展宽,检测结果图4证明了这一点。利用这种判决检测程序,给定门限电平后,基本能够做到实时判断有多少可疑目标,然后对可疑目标再逐一筛查,排除虚警。如果有连续几个距离门超过比较门限的,并且多普勒位置是在正、负Bragg峰或者“零频”这三个特殊位置,一般可以排除是舰船。只有孤立距离门、且位置又不在正、负Bragg峰和“零频”之处,才是真正的运动目标。虽然高频天波雷达的海面回波谱有电离层污染造成的展宽,但因为在进行雷达参数设置时就已经考虑至IJ降低电离层影响,在利用恒虚警处理技术进行判决检测时,又一次对电离层所造成的“影响”进行了清除。检测结果说明恒虚警不仅能有效降低海杂波,还能有效降低电离层引起的展宽,恒虚警是高频天波雷达进行舰船检测最为有效的方法;信号检测程序能对大量数据进行快速判决也说明其设计的合理性。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式,应当指出,对于本
的普通技术人员来说,在不脱离本专利技术原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。【主权项】1.,其特征在于,包括如下步骤: S0、利用5.6MHz的采样频率,采集得到奇偶相间、相互正交的两路数据;从每一驻留波束提取512个回波,加权函数切比雪夫窗抑制脉压旁瓣后,对其进行快速傅立叶g变换,得到各个距离门的功率谱图;选取相邻的8个距离门取平均作为实时门槛G ; S1、找出全部通过检测门槛G的距离单元,通过步骤SI;S3、判断通过门槛的距离单位是否为相邻距离单位,若为孤立距离单位通过步骤S2,否则返回步骤SI ; S3、确定通过步骤S2的孤立距离单元是否为正、负布拉格峰值位置或者是“O多普勒频率”位置,如果不是,通过步骤S3,同时确实该距离门内本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种对海上运动目标的高频天波雷达的快速检测方法,其特征在于,包括如下步骤:S0、利用5.6MHz的采样频率,采集得到奇偶相间、相互正交的两路数据;从每一驻留波束提取512个回波,加权函数切比雪夫窗抑制脉压旁瓣后,对其进行快速傅立叶g变换,得到各个距离门的功率谱图;选取相邻的8个距离门取平均作为实时门槛G;S1、找出全部通过检测门槛G的距离单元,通过步骤S1;S2、判断通过门槛的距离单元是否为相邻距离单元,若为孤立距离单元通过步骤S2,否则返回步骤S1;S3、确定通过步骤S2的孤立距离单元是否为正、负布拉格峰值位置或者是“0多普勒频率”位置,如果不是,通过步骤S3,同时确实该距离门内有运动目标。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:雷前召郭立新吴家骥董康军张修兴韩小卫王菊霞吴振森石二壮
申请(专利权)人:西安电子科技大学渭南师范学院
类型:发明
国别省市:陕西;61

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