一种射电天文干扰信号消减方法、装置、系统和计算机设备制造方法及图纸

本申请涉及一种射电天文干扰信号消减方法、装置、系统和计算机设备。所述方法包括：获取至少两个波束信号，并根据波束信号得到针对于所有波束信号之间的协方差矩阵，其中，波束信号包括来自至少两个方向的子信号；对协方差矩阵进行特征分解处理，得到对应于子信号的信号特征向量以及特征值，基于特征值从信号特征向量中提取出干扰信号对应的干扰特征向量；根据信号特征向量以及干扰特征向量得到针对干扰信号的目标消减结果。采用本方法能够解决相关技术中射电天文干扰信号消减的准确性低的问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
一种射电天文干扰信号消减方法、装置、系统和计算机设备


[0001]本申请涉及信号处理
，特别是涉及一种射电天文干扰信号消减方法、装置、系统和计算机设备。

技术介绍

[0002]现如今的射电天文技术中，望远镜接收到的信号不可避免地会受到各种各样无线电的干扰；以500米口径球面射电望远镜(Five
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hundred
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meter Aperture Spherical radio Telescope,FAST)为例，其工作频率在70MHz至3GHz之间，该频段充斥着大量的无线电业务，因此FAST观测期间极易受到各种无线电信号的干扰。
[0003]目前，虽然在FAST等天文望远镜的周边区域建立起了电磁环境保护区，有效地减少了周边地面干扰源对望远镜观测的影响，但由于FAST具有极高的灵敏度，导致在观测的数据中依然存在一定量的干扰信号，部分为已知的干扰源信号，如卫星、民航信号等，另一部分为未知来源的干扰信号，这为获取到的无线电信号的干扰消减增加了难度。在相关技术中，针对上述干扰信号，通常依靠人力来对数据中的干扰信号进行判别和标记，从而导致干扰信号的判别结果因人而异且会引入人工的误差，使得干扰信号结果不具有一致性，干扰信号消减的准确性较低。
[0004]目前针对相关技术中射电天文干扰信号消减的准确性低的问题，尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种射电天文干扰信号消减方法、装置、系统和计算机设备。
[0006]第一方面，本申请提供了一种射电天文干扰信号消减方法。所述方法包括：
[0007]获取至少两个波束信号，并根据波束信号得到针对于所有波束信号之间的协方差矩阵，其中，波束信号包括来自至少两个方向的子信号；
[0008]对协方差矩阵进行特征分解处理，得到对应于子信号的信号特征向量以及特征值，基于特征值从信号特征向量中提取出干扰信号对应的干扰特征向量；
[0009]根据信号特征向量以及干扰特征向量得到针对干扰信号的目标消减结果。
[0010]在其中一个实施例中，干扰特征向量组成干扰子空间，根据信号特征向量以及干扰特征向量得到针对干扰信号的目标消减结果，包括：
[0011]基于干扰子空间计算得到干扰子空间投影矩阵；
[0012]将协方差矩阵基于干扰子空间投影矩阵进行投影转换处理，得到协方差投影矩阵；
[0013]将协方差矩阵减去协方差投影矩阵，得到目标消减结果。
[0014]在其中一个实施例中，将协方差矩阵减去协方差投影矩阵，得到目标消减结果，包括：
[0015]将协方差矩阵减去协方差投影矩阵，得到空间滤波后的协方差矩阵；
[0016]基于空间滤波后的协方差矩阵进行信号恢复处理，得到去干扰波束信号，并基于去干扰波束信号得到目标消减结果。
[0017]在其中一个实施例中，基于特征值从信号特征向量中提取出干扰信号对应的干扰特征向量，包括：
[0018]获取预设的特征值阈值；
[0019]将每个特征值分别与特征值阈值进行对比，基于对比结果从特征值中确定干扰特征值，并基于干扰特征值从信号特征向量中确定对应的干扰特征向量。
[0020]在其中一个实施例中，获取至少两个波束信号，还包括：
[0021]获取至少两个初始波束信号；
[0022]分别对每个初始波束信号进行系统噪声校准处理，得到波束信号；其中，系统噪声校准处理包括去除波束信号中的基线。
[0023]在其中一个实施例中，波束信号包括频率信息，根据波束信号得到针对于所有波束信号之间的协方差矩阵，包括：
[0024]根据频率信息将波束信号划分为至少一个频率通道，并根据频率信息提取波束信号中与频率通道对应的频率数据；
[0025]将划分后的波束数据输入至对应的频率通道中进行计算，得到协方差矩阵。
[0026]在其中一个实施例中，获取至少两个波束信号，包括：
[0027]获取预设的时间间隔；
[0028]基于时间间隔周期性获取至少两个波束信号。
[0029]第二方面，本申请还提供了一种射电天文干扰信号消减装置。所述装置包括：
[0030]获取模块，用于获取至少两个波束信号，并根据波束信号得到针对于所有波束信号之间的协方差矩阵，其中，波束信号包括来自至少两个方向的子信号；
[0031]计算模块，用于对协方差矩阵进行特征分解处理，得到对应于子信号的信号特征向量以及特征值，基于特征值从信号特征向量中提取出干扰信号对应的干扰特征向量；
[0032]生成模块，用于根据信号特征向量以及干扰特征向量得到针对干扰信号的目标消减结果。
[0033]第三方面，本申请还提供了一种射电天文干扰信号消减系统。所述系统包括：射电天文设备和主控设备；
[0034]射电天文设备，用于接收至少两个波束信号，并将波束信号传输至主控设备；
[0035]主控设备，用于执行如权利要求1至7中任一项的方法的步骤。
[0036]第四方面，本申请还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
[0037]获取至少两个波束信号，并根据波束信号得到针对于所有波束信号之间的协方差矩阵，其中，波束信号包括来自至少两个方向的子信号；
[0038]对协方差矩阵进行特征分解处理，得到对应于子信号的信号特征向量以及特征值，基于特征值从信号特征向量中提取出干扰信号对应的干扰特征向量；
[0039]根据波束特征向量以及干扰特征向量得到针对干扰信号的目标消减结果。
[0040]上述射电天文干扰信号消减方法、装置、系统和计算机设备，首先根据获取到的波
束信号计算波束信号间的协方差矩阵，然后对协方差矩阵进行特征分解处理，得到不同方向信号的特征向量和特征值并根据特征值提取出干扰特征向量，最后根据信号特征向量以及干扰特征向量得到目标消减结果。本申请可以利用多个波束的数据去除干扰信号，而不会影响天文信号，进一步地，由于本申请中基于特征值从信号特征向量中提取出干扰信号对应的干扰特征向量，从而在一定程度上避免了因各种因素所造成的误差和数据的损失，解决了相关技术中射电天文干扰信号消减的准确性低的问题，实现了高准确性且高效的射电天文干扰信号消减方法。
附图说明
[0041]图1为一个实施例中一种射电天文干扰信号消减方法的流程示意图；
[0042]图2为另一个实施例中一种射电天文干扰信号消减方法的流程示意图；
[0043]图3为一个优选实施例中一种射电天文干扰信号消减方法的流程示意图；
[0044]图4为一个实施例中一种射电天文干扰信号消减装置的结构框图；
[0045]图5为一个实施例中一种射电天文干扰信号消减系统的结构框图；
[0046]图6为一个实施例中一种射电天文干扰本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种射电天文干扰信号消减方法，其特征在于，所述方法包括：获取至少两个波束信号，并根据所述波束信号得到针对于所有所述波束信号之间的协方差矩阵，其中，所述波束信号包括来自至少两个方向的子信号；对所述协方差矩阵进行特征分解处理，得到对应于所述子信号的信号特征向量以及特征值，基于所述特征值从所述信号特征向量中提取出干扰信号对应的干扰特征向量；根据所述信号特征向量以及所述干扰特征向量得到针对干扰信号的目标消减结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述干扰特征向量组成干扰子空间；所述根据所述信号特征向量以及所述干扰特征向量得到针对干扰信号的目标消减结果，包括：基于所述干扰子空间计算得到干扰子空间投影矩阵；将所述协方差矩阵基于所述干扰子空间投影矩阵进行投影转换处理，得到协方差投影矩阵；将所述协方差矩阵减去所述协方差投影矩阵，得到所述目标消减结果。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述协方差矩阵减去所述协方差投影矩阵，得到所述目标消减结果，包括：将所述协方差矩阵减去所述协方差投影矩阵，得到空间滤波后的协方差矩阵；基于所述空间滤波后的协方差矩阵进行信号恢复处理，得到去干扰波束信号，并基于所述去干扰波束信号得到所述目标消减结果。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述特征值从所述信号特征向量中提取出干扰信号对应的干扰特征向量，包括：获取预设的特征值阈值；将每个所述特征值分别与所述特征值阈值进行对比，基于对比结果从所述特征值中确定干扰特征值，并基于所述干扰特征值从所述信号特征向量中确定对应的所述干扰特征向量。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取至少两个波束信号，还包括：获取至少两个初始波束信号；分别对每个...

【专利技术属性】
技术研发人员：王钰，段然，冯毅，李菂，朱世强，
申请(专利权)人：之江实验室，
类型：发明
国别省市：