本發(fā)明屬于雷達錄取終端數(shù)據(jù)處理領域，尤其涉及岸基對海監(jiān)視雷達信號的軟件化處理。

背景技術：

在近海岸，雷達有著非常重要的作用，如對海監(jiān)視雷達或者邊海防系統(tǒng)、民用的vts或者港口監(jiān)視系統(tǒng)等等。除了雷達自身的體制及性能外，雷達終端的數(shù)據(jù)處理技術對系統(tǒng)的整體功能也有著非常大的影響，對于以海面觀察為主的對海雷達而言，陸地、島嶼以及近海岸的沙灘、海浪等都會加重雷達錄取終端的數(shù)據(jù)處理量，降低數(shù)據(jù)處理效率，影響目標發(fā)現(xiàn)及跟蹤效果，最終影響到系統(tǒng)整體功能。

所謂背景雜波是指在雷達探測范圍內(nèi)的散射體所形成的但是不是用戶感興趣的回波，現(xiàn)有的雷達錄取終端中都對雷達探測中形成的背景雜波做了相應的處理，尤其是地形數(shù)據(jù)的使用，有效的降低了雷達數(shù)據(jù)的處理量。但是在實際情況下，除了固有的地物外，潮汐、沙灘以及島嶼等隨著時間變化的會形成新的背景雜波，這些是固有地形數(shù)據(jù)不具備的，鑒于此類背景雜波的特點，應尋求靈活并且高精度的方法，將其剔除，從而降低雷達錄取終端數(shù)據(jù)處理量。

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本發(fā)明要解決的問題是針對現(xiàn)有以地物為基礎剔除近雷達背景雜波的方法中存在的不足，提出一種靈活的軟件化雷達數(shù)據(jù)處理方法，可有效剔除隨時間變化的近海岸雷達的背景雜波。

技術方案：本發(fā)明公開了一種岸基對海監(jiān)視雷達信號的處理方法，包括如下步驟：

步驟一，從電子海圖數(shù)據(jù)中提取出當前雷達中心附近陸地、島嶼的輪廓，形成各自的閉環(huán)區(qū)域；

步驟二，按照雷達信號的方位及距離量化精度，將閉環(huán)區(qū)域量化為區(qū)域圖矩陣；

步驟三，建立滑窗，逐行遍歷區(qū)域圖矩陣，對區(qū)域圖矩陣進行距離膨脹；

步驟四，建立方位寬度為lm的滑窗，逐列遍歷區(qū)域圖矩陣，對區(qū)域圖以列為單位進行膨脹；

步驟五，將區(qū)域圖矩陣以二進制文件方式進行存儲，并加載到用于雷達探測目標信息提取的雷達信號檢測單元；

步驟六，雷達信號檢測單元將區(qū)域圖文件轉為m*n數(shù)組，并將通過網(wǎng)絡udp(用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議)傳輸方式接收到的雷達視頻與數(shù)組進行比對處理，剔除背景雜波。

本發(fā)明步驟一中，閉環(huán)區(qū)域的生成方法：從電子海圖數(shù)據(jù)中提取出當前雷達中心附近陸地、島嶼的輪廓，形成各自的閉環(huán)區(qū)域；采用地理地理坐標經(jīng)緯度形式表示構成閉環(huán)區(qū)域的所有點，并存儲為mif格式的文件。

本發(fā)明步驟二中，區(qū)域圖矩陣t的生成方法：以雷達為中心建立直角坐標系，將mif文件中的經(jīng)緯度坐標轉換為相對雷達中心的直角坐標(x,y)；以雷達為中心建立極坐標系，將坐標平面分為m*n的矩陣t，其中m為方位量化值，n為距離量化值；判斷矩陣t的第i行、第j列元素t(i,j)是否位于封閉區(qū)域中，如果是t(i,j)為1，否則t(i,j)為0。

4、根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟三中，區(qū)域圖矩陣的距離膨脹方法：建立寬度為ln的距離滑窗，從區(qū)域圖矩陣的0到m-1行逐行進行遍歷，在第i行中，當t(i,j-1)為0時，并且t(i,j)為1時，則將j列之前n個元素的賦值為1；當t(i,j)為1時，并且t(i,j+1)為0時，則將t(i,j)之后的n個元素賦值為1。

本發(fā)明步驟四中，區(qū)域圖矩陣的方位膨脹方法：建立寬度為lm的方位滑窗，從區(qū)域圖矩陣的0到n-1列逐列進行遍歷，在第j行中，當t(i-1,j)為0時，并且t(i,j)為1時，則將i之前m個元素的賦值為1；當t(i,j)為1時，并且t(i+1,j)為0時，則將t(i,j)之后的m個元素賦值為1；

本發(fā)明步驟六中，雷達地物雜波剔除方法為：雷達信號檢測單元加載區(qū)域圖文件，轉為m*n數(shù)組在內(nèi)存進行管理，并將網(wǎng)絡接收到的雷達視頻按照同樣的方位距離量化關系進行管理，通過與區(qū)域圖矩陣中的逐一元素進行比對，實現(xiàn)背景雜波的剔除。

本發(fā)明中，雷達信號檢測單元可以采用本領域通用的軟件，例如可以參見《軟件化雷達信號檢測系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)》，《中國新技術新產(chǎn)品》2009(19)。

有益效果：與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：1、本發(fā)明采用的是從電子海圖中提取的地形數(shù)據(jù)，精度高；2、本發(fā)明對地形數(shù)據(jù)的處理非常靈活，滑窗大小可靈活調(diào)整，以適應不同時間點的地形或者環(huán)境情況；3、本發(fā)明采用的是軟件化方法處理地形數(shù)據(jù)，靈活高效。

附圖說明

圖1為本發(fā)明技術方案流程圖；

圖2實施例中采用的電子海圖原始數(shù)據(jù)；

圖3實施例中從電子海圖中的海岸線數(shù)據(jù)形成的區(qū)域圖；

圖4實施例中采用本發(fā)明形成的區(qū)域圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式，進一步闡明本發(fā)明。

本發(fā)明公開了一種岸基對海監(jiān)視雷達信號的處理方法，包括如下步驟：

步驟一，從電子海圖數(shù)據(jù)中提取出當前雷達中心附近陸地、島嶼的輪廓，形成各自的閉環(huán)區(qū)域；

步驟二，按照雷達信號的方位及距離量化精度，將閉環(huán)區(qū)域量化為區(qū)域圖矩陣；

步驟三，建立滑窗，逐行遍歷區(qū)域圖矩陣，對區(qū)域圖矩陣進行距離膨脹；

步驟四，建立方位寬度為lm的滑窗，逐列遍歷區(qū)域圖矩陣，對區(qū)域圖以列為單位進行膨脹；

步驟五，將區(qū)域圖矩陣以二進制文件方式進行存儲，并加載到用于雷達探測目標信息提取的雷達信號檢測單元；

步驟六，雷達信號檢測單元將區(qū)域圖文件轉為m*n數(shù)組，并通過網(wǎng)絡udp傳輸方式將接收到的雷達視頻與數(shù)組進行比對處理，剔除背景雜波。

閉環(huán)區(qū)域的生成方法：從電子海圖數(shù)據(jù)中提取出當前雷達中心附近陸地、島嶼的輪廓，形成各自的閉環(huán)區(qū)域；采用地理地理坐標經(jīng)緯度形式表示構成閉環(huán)區(qū)域的所有點，并存儲為mif格式的文件。

步驟二中，區(qū)域圖矩陣t的生成方法：以雷達為中心建立直角坐標系，將mif文件中的經(jīng)緯度坐標轉換為相對雷達中心的直角坐標(x,y)；以雷達為中心建立極坐標系，將坐標平面分為m*n的矩陣t，其中m為方位量化值，n為距離量化值；判斷矩陣t的第i行、第j列元素t(i,j)是否位于封閉區(qū)域中，如果是t(i,j)為1，否則t(i,j)為0。

步驟三中，區(qū)域圖矩陣的距離膨脹方法：建立寬度為ln的距離滑窗，從區(qū)域圖矩陣的0到m-1行逐行進行遍歷，在第i行中，當t(i,j-1)為0時，并且t(i,j)為1時，則將j列之前n個元素的賦值為1；當t(i,j)為1時，并且t(i,j+1)為0時，則將t(i,j)之后的n個元素賦值為1。

步驟四中，區(qū)域圖矩陣的方位膨脹方法：建立寬度為lm的方位滑窗，從區(qū)域圖矩陣的0到n-1列逐列進行遍歷，在第j行中，當t(i-1,j)為0時，并且t(i,j)為1時，則將i之前m個元素的賦值為1；當t(i,j)為1時，并且t(i+1,j)為0時，則將t(i,j)之后的m個元素賦值為1；

步驟六中，雷達地物雜波剔除方法為：雷達信號檢測單元加載區(qū)域圖文件，轉為m*n數(shù)組在內(nèi)存進行管理，并將網(wǎng)絡接收到的雷達視頻按照同樣的方位距離量化關系進行管理，通過與區(qū)域圖矩陣中的逐一元素進行比對，實現(xiàn)背景雜波的剔除。

實施例

如圖1所示，為本發(fā)明技術方案的流程圖。本實施例以民用電子海圖作為原始數(shù)據(jù)源，并與實際岸基對海監(jiān)視雷達探測的回波相結合，對本發(fā)明技術方案進行詳細說明。

步驟一，從民用電子海圖數(shù)據(jù)中提取出當前雷達中心附近陸地、島嶼的輪廓，形成多個閉環(huán)區(qū)域。

在本實施例中，如圖2所示，從原始民用電子海圖中提取海岸線輪廓，存儲于mif文件中，mif文件中存儲多個閉環(huán)區(qū)域，每個封閉區(qū)域有三個以上的經(jīng)緯度坐標點構成，文件格式如下：

regionr1/r7

117.7926/24.472723

117.78839/24.478531

117.78758/24.484724

117.7919/24.479704

117.8/24.473101

117.79879/24.467581

117.7926/24.472723

其中，regionr1/r7表示該封閉區(qū)域由7個坐標點構成，117.7926/24.472723表示當前坐標點的經(jīng)度為117.7926°，緯度為24.472723°。

步驟二，按照雷達信號的方位及距離量化精度，將閉環(huán)區(qū)域量化為m*n區(qū)域圖矩陣。

在本實施例中，首先以雷達為中心建立直角坐標系，將mif文件中的經(jīng)緯度坐標轉換為相對雷達中心的直角坐標(x,y)，單位為米；然后以雷達為中心建立極坐標系，將坐標平面分為m*n的矩陣t(m為方位量化值，取值為8192；n為距離量化值，取值為4096，單位為60米)；最后再判斷t(i,j)是否位于封閉區(qū)域中，如果是t(i,j)為1，否則t(i,j)為0，形成區(qū)域圖矩陣t0，如圖3所示。

步驟三，建立距離寬度為ln的滑窗，逐行遍歷區(qū)域圖矩陣，對區(qū)域圖以行為單位進行膨脹；

在本實施例中，距離寬度選取為16(即距離上向外擴張16*60＝960米)，從區(qū)域圖矩陣t0的0到8191行逐行進行遍歷，在第i行中，當t(i,j-1)為0時，并且t(i,j)為1時，則將j之前3個元素的賦值為1；當t(i,j)為1時，并且t(i,j+1)為0時，則將j之后的3個元素賦值為1；將距離膨脹結果存儲為t1。

步驟四，建立方位寬度為lm的滑窗，逐列遍歷區(qū)域圖矩陣，對區(qū)域圖以列為單位進行膨脹；

在本實施例中，方位寬度選取為3(即方位上向外擴張3*360/8192≈0.132°)，從區(qū)域圖矩陣t1的0到4095列逐列進行遍歷，在第j列中，當t(i-1,j)為0時，并且t(i,j)為1時，則將i之前8個元素的賦值為1；當t(i,j)為1時，并且t(i+1,j)為0時，則將t(i,j)之后的8個元素賦值為1；將方位膨脹結果存儲為t2，如圖4所示；

步驟五，將區(qū)域圖矩陣以二進制文件方式進行存儲，并加載到雷達信號檢測軟件；

在本實施例中，雷達信號檢測軟件位于后臺，在區(qū)域圖軟件在前臺生成區(qū)域圖文件后，由于數(shù)據(jù)較大，采用ftp傳輸至檢測軟件。

步驟六，雷達信號檢測軟件加載區(qū)域圖文件，轉為m*n數(shù)組，并將網(wǎng)絡接收到的雷達視頻與數(shù)組進行比對處理，剔除背景雜波。

在本實施例中，雷達信號檢測軟件讀取區(qū)域圖文件，轉為8192*4096的數(shù)組，在內(nèi)存中形成一張映射表，當軟件接收到雷達視頻數(shù)據(jù)時，首先獲取視頻方位，然后按方位將該方位上的視頻數(shù)據(jù)與映射表進行比較，如果映射表中值為1，則將可將該視頻值舍棄，從而達到剔除背景雜波的目的。

本發(fā)明采用軟件化方式，準實時生成、傳輸及使用區(qū)域圖，靈活高效，將區(qū)域圖在方位及距離上進行膨脹，相比傳統(tǒng)的基于地理數(shù)據(jù)剔除背景雜波方式，能夠更好的解決背景雜波隨時間可變的問題，膨脹前后的區(qū)域圖比對如圖3和圖4所示，圖中紅色線條為陸地輪廓，黃色區(qū)域為區(qū)域圖范圍，黑色區(qū)域為需要檢測處理的雷達視頻范圍。