System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种基于卫星辐射源的多站融合两级加权恒虚警检测方法技术_技高网

一种基于卫星辐射源的多站融合两级加权恒虚警检测方法技术

技术编号:42970456 阅读:11 留言:0更新日期:2024-10-15 13:12
一种基于卫星辐射源的多站融合两级加权恒虚警检测方法,对回波距离预补偿后进行多站目标信号融合,通过二级加权函数权重计算完成多站融合恒虚警检测门限值的设计,先利用融合图像中空中目标单元的多距离面交叉特性和目标与背景单元的调频率分布差异,在四维融合域生成两级加权函数。在此基础上,构建基于两级加权的指数型似然比检测量,可以有效增加目标单元与背景单元的对比度,进一步提升融合检测信噪比。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于卫星辐射源的多站融合两级加权恒虚警检测方法,属于雷达恒虚警检测。


技术介绍

1、随着分布式雷达的发展,涌现出该新体制雷达许多新的工作模式及拓扑构型。根据辐射源和雷达网络之间的关系,分布式雷达可主要分为如下三种:被动分布式雷达、主/被动分布式雷达和主动分布式雷达。被动分布式雷达意味着雷达网络内的节点仅被动接收信号,可以采用卫星辐射、地面民用信号和典型的无线网络作为被动分布式雷达的辐射源。主/被动分布式雷达指网络内存在发射节点和接收节点空域分置,但发射节点和接收节点仍在雷达网络内,例如双基mimo。而主动分布式雷达内的每个节点既充当发射机的角色,也充当接收机的角色。注意到被动分布式雷达的辐射源来自第三方,在雷达区域监视任务中辐射源不可控,而主/被动分布式雷达中信号处理架构较为复杂。为此,在专利工作中采用主动分布式雷达,即各雷达发射正交信号,且各雷达仅接收自身发射信号,以在目标检测性能和系统复杂度之间权衡。

2、目前,学者针对多节点目标融合检测已有阶段性的研究报告。h.ma团队于2019年首次将全球导航系统应用于海面舰船检测领域,利用收发雷达天线波束到达方向(doa)在目标接收距离-多普勒平面完成目标回波的非相参融合处理,该算法的应用主要受限于多普勒调频率参数估计引入的庞大计算复杂度。同年,电子科技大学黄川等人利用北斗卫星作为辐射源对海面舰船目标进行探测,通过引入对称kt变换算法完成目标回波徙动校正,在本地平面-多普勒调频率三维坐标系完成回波的融合处理。李中余等人针对北斗辐射源信号落地功率密度弱(-135dbw/m2)的问题,提出了中心补偿kt变换算法,同时完成回波距离徙动和多普勒中心的校正,在此基础上,基于双站收发构型进行回波投影变换,实现了多源回波在本地平面-速度三维坐标系的融合检测,并于2021年5月完成了世界首次北斗辐射源海面舰船探测试验,充分验证了多星融合目标探测的可行性。西安空间无线电技术研究所温和等人提出了三维滑窗舰船目标检测器设计方法,并根据雷达系统及待检测目标尺度等先验信息设计m/n准则,可对高分辨率图像中的分布式舰船目标进行恒虚警稳健检测。李渝针对融合图像中目标所在单元与背景单元的能量分布特征差异,通过构建似然比加权系数,提升了目标与背景单元的对比度,进一步提升了舰船目标的融合检测性能。段崇棣等人基于不同卫星的星历信息构建发射波束中心预补偿函数,可对低轨卫星高速运动引起的多普勒模糊进行有效补偿,实现了多星回波在本地平面-调频率三维坐标系下的精确融合。此外,通过分析调频率网格对目标回波和杂波的影响,探索了调频率域杂波分离的可行性,但没有推导出具体的杂波谱宽度、雷达系统最小可检测速度、多站回波融合位置的相互约束关系。

3、综上,已有融合检测算法主要集中于提升地面/海面目标的检测信杂噪比,并未提出适用于空中目标的融合空间恒虚警检测方法。


技术实现思路

1、本专利技术解决的技术问题是:针对目前现有技术中,现有融合检测算法难以处理空中目标的融合空间恒虚警检测的问题,提出了一种基于卫星辐射源的多站融合两级加权恒虚警检测方法。

2、本专利技术解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的:

3、一种基于卫星辐射源的多站融合两级加权恒虚警检测方法,包括:

4、对所选接收站雷达的回波信号进行距离补偿;

5、进行距离补偿后的回波信号域变换,将各接收站雷达域变换后的回波信号进行信号融合处理;

6、构建二级加权函数并进行权重计算;

7、构建加权后的指数型似然比模型;

8、根据指数型似然比模型输出的统计量,计算融合目标恒虚警检测的恒虚警门限值。

9、所选接收站雷达的回波信号的距离补偿方法为:

10、确定所选接收站雷达的目标距离差,根据回波信号构建频域距离差补偿函数,利用频域距离差补偿函数、目标距离差,对距离频域方位时域回波信号进行距离补偿:

11、

12、式中,为距离补偿后的回波信号,h1(f,tm)为频域距离差补偿函数,rδk(tm)为目标距离差。

13、所选接收站雷达的目标距离差为:

14、

15、式中,r0,δk表示第k部接收站距离差rδk(tm)在慢时间tm=0时刻的值,相应地,fdc,δk和fdr,δk为tm=0时刻的多普勒质心和多普勒调频率;

16、频域距离差补偿函数为:

17、

18、式中,rect表示信号包络,f为距离频域,fc为载波频率,c为光速,b为信号带宽,ak(tm)表示第k部接收站的目标信号复幅度,表示噪声信号。

19、信号融合处理方法为:

20、将距离补偿后的回波信号变换至距离-调频率域,获取目标图像;

21、根据星地几何关系,将目标图像沿着调频率域进行平面网格投影,获得投影后的笛卡尔坐标系中信号;

22、将投影后的结果进行非相干积累,完成多站回波的信号融合。

23、距离补偿后的回波信号变换至距离-调频率域后,获取k幅目标图像s'k(r,fdr);k为回波信号数量,r为目标距离,fdr为多普勒调频率;

24、根据星地几何关系,将s'k(r,fdr0)沿着调频率fdr0进行平面网格投影,令投影后的笛卡尔坐标系中信号为s'k'(x,y,z),将多源回波投影后的结果进行非相干积累,以完成多站回波的信号融合,具体为:

25、

26、二级加权函数包括第一阶段、第二阶段;

27、第一阶段加权函数为:

28、

29、第二阶段加权函数为:

30、

31、式中,γ=[i,j,k]t表示序号矢量,|λf|<1表示像素距离遗忘因子,距中心距离越远,加权越小,lx、ly和lz分别表示x、y和z维窗长;

32、二级加权函数中选用指数形式的方差函数作为评估加权系数的工具,第一阶段加权函数利用多站目标调频率特性,剔除非理想干扰;第二阶段加权函数通过引入距离遗忘因子,降低融合图像目标扩展区域引起虚警的概率。

33、加权后的指数型似然比模型为:

34、

35、式中,e=2.71828183代表自然常数,t(x,y,z)是坐标(x,y)处的指数量测值,可表示为t(x,y,z)=exp(s”(x,y,z)),p(t(x,y,z)|h1)和p(t(x,y,z)|h0)分别对应存在目标情形下、不存在目标情形下的概率密度函数。

36、概率密度函数分别为:

37、

38、

39、式中,exp(·)代表指数运算操作,a为目标所在单元的幅度,σ为观测噪声标准差,表明观测单元越远离目标,构建的指数型似然比值越小。

40、确定指数型似然比模型ratio的二阶统计量,将所得二阶统计量代入恒虚警门限计算方法:

41、

42、式中,i代表本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于卫星辐射源的多站融合两级加权恒虚警检测方法,其特征在于包括:

2.根据权利要求1所述的一种基于卫星辐射源的多站融合两级加权恒虚警检测方法,其特征在于:

3.根据权利要求2所述的一种基于卫星辐射源的多站融合两级加权恒虚警检测方法,其特征在于:

4.根据权利要求2所述的一种基于卫星辐射源的多站融合两级加权恒虚警检测方法,其特征在于:

5.根据权利要求4所述的一种基于卫星辐射源的多站融合两级加权恒虚警检测方法,其特征在于:

6.根据权利要求5所述的一种基于卫星辐射源的多站融合两级加权恒虚警检测方法,其特征在于:

7.根据权利要求6所述的一种基于卫星辐射源的多站融合两级加权恒虚警检测方法,其特征在于:

8.根据权利要求7所述的一种基于卫星辐射源的多站融合两级加权恒虚警检测方法,其特征在于:

9.根据权利要求8所述的一种基于卫星辐射源的多站融合两级加权恒虚警检测方法,其特征在于:

10.根据权利要求9所述的一种基于卫星辐射源的多站融合两级加权恒虚警检测方法,其特征在于:</p>...

【技术特征摘要】

1.一种基于卫星辐射源的多站融合两级加权恒虚警检测方法,其特征在于包括:

2.根据权利要求1所述的一种基于卫星辐射源的多站融合两级加权恒虚警检测方法,其特征在于:

3.根据权利要求2所述的一种基于卫星辐射源的多站融合两级加权恒虚警检测方法,其特征在于:

4.根据权利要求2所述的一种基于卫星辐射源的多站融合两级加权恒虚警检测方法,其特征在于:

5.根据权利要求4所述的一种基于卫星辐射源的多站融合两级加权恒虚警检测方法,其特征在于:

6...

【专利技术属性】
技术研发人员:李渝陈金铭王伟伟段崇棣杨晓超朱江黎薇萍
申请(专利权)人:西安空间无线电技术研究所
类型:发明
国别省市:

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