一種多傳感器探測(cè)區(qū)域內(nèi)云雨雜波和帶狀干擾剔除方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種多傳感器探測(cè)區(qū)域內(nèi)云雨雜波和帶狀干擾的剔除方法，該技術(shù)屬于雷達(dá)數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域中的環(huán)境雜波剔除預(yù)處理。云雨雜波及帶狀干擾的剔除技術(shù)是雷達(dá)數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域一項(xiàng)問(wèn)題，現(xiàn)有的方法都是停留在信號(hào)層面的處理方法，且在實(shí)際中并不能很好的完全抑制此類(lèi)雜波。本發(fā)明根據(jù)此類(lèi)雜波的特性，在量測(cè)區(qū)域內(nèi)構(gòu)建權(quán)值矩陣和進(jìn)化權(quán)值矩陣，將雜波量測(cè)點(diǎn)的區(qū)域特性放大，能夠有效確定雜波區(qū)域位置，準(zhǔn)確將該區(qū)域雜波剔除；而且算法過(guò)程直觀簡(jiǎn)便，在工程應(yīng)用中能夠保證較好的實(shí)時(shí)性，具有推廣應(yīng)用價(jià)值。
【專利說(shuō)明】一種多傳感器探測(cè)區(qū)域內(nèi)云雨雜波和帶狀干擾剔除方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及雷達(dá)數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域中的環(huán)境雜波剔除方法，適用于信息融合系統(tǒng)中的各種雜波預(yù)處理系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)傳感器升空工作或探測(cè)區(qū)域內(nèi)存在云雨天氣時(shí)，會(huì)面臨強(qiáng)大的云雨雜波，尤其是當(dāng)目標(biāo)處于云雨雜波區(qū)時(shí)，傳感器探測(cè)性能會(huì)受到嚴(yán)重影響。在數(shù)據(jù)處理層面，云雨雜波表現(xiàn)為一定區(qū)域內(nèi)密度很高的量測(cè)點(diǎn)，會(huì)在多個(gè)探測(cè)區(qū)域內(nèi)存在，從而形成多條虛假航跡，不利于目標(biāo)空間整體態(tài)勢(shì)的形成。為解決該問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外專家也提出了很多方法，但都是停留在信號(hào)層面的處理方法，例如采用對(duì)降低附瓣雜波幅度、提高信雜比等方法。但這些方法在實(shí)際中并不能很好的完全抑制云雨雜波以及帶狀干擾，仍需要在雷達(dá)數(shù)據(jù)處理層面對(duì)這兩類(lèi)雜波進(jìn)行抑制并剔除，才能滿足工程實(shí)際應(yīng)用的要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]1.要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種可在雷達(dá)數(shù)據(jù)處理層面對(duì)云雨雜波和帶狀干擾的剔除方法。該方法根據(jù)此類(lèi)雜波的特性，通過(guò)在量測(cè)區(qū)域內(nèi)構(gòu)建權(quán)值矩陣和進(jìn)化權(quán)值矩陣，將雜波量測(cè)點(diǎn)的區(qū)域特性放大，能夠有效確定雜波區(qū)域位置，準(zhǔn)確將該區(qū)域雜波剔除。另外，該方法屬于雜波預(yù)處理，且算法過(guò)程直觀簡(jiǎn)便，在工程應(yīng)用中能夠保證較好的實(shí)時(shí)性。
[0005]2.技術(shù)方案
[0006]本發(fā)明所述的一種多傳感器探測(cè)區(qū)域內(nèi)云雨雜波和帶狀干擾的剔除方法，由于云雨雜波的剔除方法與帶狀干擾的剔除方法基本相同，這里以云雨雜波的剔除方法為例，包括以下技術(shù)措施:首先，將各個(gè)傳感器的量測(cè)變換到融合中心坐標(biāo)系下，取所有量測(cè)的最值，來(lái)確定一個(gè)矩形量測(cè)區(qū)域；然后，將矩形量測(cè)區(qū)域按任務(wù)需要進(jìn)行分塊，并計(jì)算分塊后各個(gè)小矩形區(qū)域內(nèi)量測(cè)點(diǎn)的個(gè)數(shù)，來(lái)確定權(quán)值矩陣和進(jìn)化權(quán)值矩陣；最后，將進(jìn)化權(quán)值矩陣中的各個(gè)元素與加權(quán)的期望值比較，來(lái)確定小矩形區(qū)域內(nèi)的量測(cè)是否為云雨雜波并剔除。
[0007]3.有益效果
[0008](I)該方法可有效的確定量測(cè)區(qū)域內(nèi)云雨雜波或帶狀干擾的雜波點(diǎn)位置，準(zhǔn)確地剔除云雨雜波和帶狀干擾的雜波量測(cè)；
[0009](2)該方法流程簡(jiǎn)便、計(jì)算量小、易于實(shí)現(xiàn)，可保證良好的實(shí)時(shí)性。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]說(shuō)明書(shū)附圖1是本發(fā)明云雨雜波剔除的流程圖；
[0011]說(shuō)明書(shū)附圖2是量測(cè)區(qū)域示意圖；
[0012]說(shuō)明書(shū)附圖3是量測(cè)區(qū)域分塊矩陣示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]以下結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。參照說(shuō)明書(shū)附圖，本發(fā)明云雨雜波和帶狀干擾的剔除過(guò)程分以下幾個(gè)步驟:
[0014]云雨雜波的剔除步驟:
[0015](I)計(jì)算裝置I接收各傳感器的量測(cè)，將所有量測(cè)變換到融合中心坐標(biāo)系下，得到所有量測(cè)Z (k)。
[0016](2)計(jì)算裝置2接收來(lái)自計(jì)算裝置I的輸出結(jié)果，并通過(guò)搜索獲得X、y方向量測(cè)最大值和最小值的集合1, (k ) ^ [Zn?x (k I Zn,in (k^ 2Lx (k I Z,nin (^)]'，基于Exy (k)構(gòu)建如圖2所示矩形A。并在存儲(chǔ)裝置3中開(kāi)辟存儲(chǔ)空間，暫存Exy (k)。
[0017](3)計(jì)算裝置4接收存儲(chǔ)裝置3的輸出結(jié)果，按照?qǐng)D3將A分割成多個(gè)小塊矩形，利用矩形B定義量測(cè)區(qū)域矩陣為
[0018]Re(k) = {aij(k)} i = 1，2，…，Lx(k) ;j = 1，2，…Ly(k)(I)
[0019]式中，Lx(k)和1^(10分別為矩形B在x、y方向上小塊區(qū)域的個(gè)數(shù)，其取值取決于現(xiàn)實(shí)跟蹤系統(tǒng)及任務(wù)要求。
[0020](4)計(jì)算裝置5接收計(jì)算裝置I和計(jì)算裝置4的輸出結(jié)果，基于aij(k)中量測(cè)的個(gè)數(shù)確定權(quán)值，定義B的權(quán)值矩陣為
[0021]We (k) = {Wij(k)}i = I, 2,..., Lx (k) ； j = l，2^..Ly(k)(2)
[0022]式中，Wij (k)的初始值為零。在對(duì)Z(k)進(jìn)行循環(huán)操作的過(guò)程中，每當(dāng)有一個(gè)量測(cè)落入 Eilj (k)中，貝U執(zhí)行 Wij (k) = Wij (k) +1。
[0023](5)計(jì)算裝置6接收計(jì)算裝置5的輸出結(jié)果，為便于區(qū)分云雨雜波和普通雜波，在此通過(guò)進(jìn)化權(quán)值矩陣進(jìn)一步云雨雜波的密級(jí)特性。定義aij(k)的進(jìn)化權(quán)值h(幻為Wij(k)
和aij(k)相鄰區(qū)域的權(quán)值之和，即
[0024]
u:,⑷= Σ?/.ο.,/ ,⑷ /^[-1,0,1]；/,.E [-1,0,1](3)
[0025]因此，B的進(jìn)化權(quán)值矩陣為
[0026]
W,,⑷={χνη (k)\； / = 1,2,..., Lx (k)/ = 1,2，." Lv (k)(4)
[0027](6)計(jì)算裝置7接收計(jì)算裝置6的輸出結(jié)果，計(jì)算平均進(jìn)化權(quán)值。此處定義平均進(jìn)化權(quán)值為
[0028]


Ilx(k)Lv(t)
n-(k)== Σ Σ ⑷(5)

I /=1 M
[0029]式中，J為進(jìn)化權(quán)值不為零的小塊區(qū)域的個(gè)數(shù)。
[0030](7)計(jì)算裝置8接收計(jì)算裝置6和計(jì)算裝置7的輸出結(jié)果，將U:,⑷與加權(quán)的W(A)
進(jìn)行比較。由于云雨雜波的密級(jí)程度遠(yuǎn)高于其他目標(biāo)和雜波，因此若
[0031]'ViiIkHhWik)(6)
[0032]則保留aij(k)中的量測(cè)，否則將％(10中的量測(cè)作為云雨雜波剔除。其中b為剔除系數(shù)，通常情況下(為進(jìn)化權(quán)值最大值)，具體取值與目標(biāo)環(huán)境有

w{k)
關(guān)。在此需要注意的是，當(dāng)目標(biāo)環(huán)境中存在編隊(duì)目標(biāo)時(shí)，為避免把編隊(duì)量測(cè)當(dāng)作云雨雜波剔除掉，b的取值應(yīng)當(dāng)相對(duì)較大。
[0033]帶狀干擾的剔除步驟:
[0034]由于帶狀干擾的表現(xiàn)模式為以傳感器為中心的扇形量測(cè)密集區(qū)域，因此具體剔除模型與云雨雜波剔除模型相似，在此不再贅述，但在此需要注意以下三點(diǎn):
[0035](I)帶狀干擾的剔除過(guò)程在各傳感器的局部坐標(biāo)系下完成；
[0036](2)帶狀干擾剔除模型中將探測(cè)區(qū)域劃分成多個(gè)很窄小的扇形；
[0037](3)在帶狀干擾剔除模型中，探測(cè)區(qū)域權(quán)值矩陣和進(jìn)化權(quán)值矩陣的建立在極坐標(biāo)中完成。
【權(quán)利要求】
1.一種多傳感器探測(cè)區(qū)域內(nèi)云雨雜波和帶狀干擾剔除方法，其特征在于包括以下技術(shù)措施: (1)建立量測(cè)區(qū)域的權(quán)值矩陣和進(jìn)化權(quán)值矩陣； (2)平均進(jìn)化權(quán)值的計(jì)算和剔除系數(shù)的確定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建立量測(cè)區(qū)域的權(quán)值矩陣和進(jìn)化權(quán)值矩陣，其特征在于采用如下的技術(shù)措施步驟:通過(guò)搜索獲得X、y方向量測(cè)最大值和最小值的集合Exy(k) = [4ax(k^(kI (^)]T，基于 Exy (k)構(gòu)建矩形 A，并將 A 分割成多個(gè)小塊矩形量測(cè)區(qū)域B,定義量測(cè)區(qū)域B為Re (k) = {aij(k)} i = 1，2，…，Lx(k) ; j = 1，2，…Ly(k)；進(jìn)而基于％^10中量測(cè)的個(gè)數(shù)確定權(quán)值，定義量測(cè)區(qū)域B的權(quán)值矩陣為We (k) = KjGO} i = I, 2，…，Lx (k) ；j = I, 2，…Ly(k) 為便于區(qū)分云雨雜波和普通雜波，在此通過(guò)進(jìn)化權(quán)值矩陣進(jìn)一步云雨雜波的密級(jí)特性；定義a^k)的進(jìn)化權(quán)值％⑷為WijGO和％(10相鄰區(qū)域的權(quán)值之和，即
因此，B的進(jìn)化權(quán)值矩陣為
Wc(k) = {^(k)} i = 1,2,".,La.⑷;./ = 1,2,...Lr⑷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平均進(jìn)化權(quán)值的計(jì)算和剔除系數(shù)的確定，其特征在于采用如下的技術(shù)措施步驟:計(jì)算平均進(jìn)化權(quán)值
式中，t為進(jìn)化權(quán)值不為零的小塊區(qū)域的個(gè)數(shù)；將A⑷與加權(quán)的坷幻進(jìn)行比較，若 則保留au(k)中的量測(cè)，否則將％(10中的量測(cè)作為云雨雜波剔除；b為剔除系數(shù)，通常情況下
為進(jìn)化權(quán)值最大值)，具體取值與

目標(biāo)環(huán)境有關(guān)；在此需要注意的是，當(dāng)目標(biāo)環(huán)境中存在編隊(duì)目標(biāo)時(shí)，為避免把編隊(duì)量測(cè)當(dāng)作云雨雜波剔除掉，b的取值應(yīng)當(dāng)相對(duì)較大。
【文檔編號(hào)】G01S7/292GK104199000SQ201410480202
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月18日
【發(fā)明者】熊偉, 王聰, 王海鵬, 俆從安, 劉瑜, 夏沭濤, 王子玲, 潘新龍 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍海軍航空工程學(xué)院