本發(fā)明屬于雷達目標(biāo)檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種分布式雷達異構(gòu)信號級融合目標(biāo)檢測方法。

背景技術(shù)：

分布式雷達是雷達領(lǐng)域的熱門話題，是目標(biāo)檢測數(shù)據(jù)融合算法的關(guān)鍵問題。

傳統(tǒng)的分布式雷達目標(biāo)檢測融合算法在各個局部雷達站具有相同的參數(shù)及統(tǒng)計量構(gòu)造的條件下具有較好的檢測性能，但是當(dāng)局部雷達站的參數(shù)有差異時，也就是各個通道(每個局部雷達站也稱為一個通道)的信噪比損失不同時，傳統(tǒng)的檢測算法的檢測性能就會惡化，并且這種惡化程度隨著上面所述的差異的擴大而變大，而實際上的各局部雷達站不一定都是同型號雷達且參數(shù)以及統(tǒng)計量的構(gòu)造方式也不一定相同，因而導(dǎo)致了各局部雷達站的單站檢測性能不一致，當(dāng)實際的差異較大時，傳統(tǒng)的分布式雷達目標(biāo)檢測算法就不能滿足高效的檢測目標(biāo)的任務(wù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種分布式雷達異構(gòu)信號級融合目標(biāo)檢測方法，能夠改善在不同局部雷達站參數(shù)有差異及構(gòu)造的檢測統(tǒng)計量分布差異較大時所導(dǎo)致的檢測性能惡化問題。

為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)。

一種分布式雷達異構(gòu)信號級融合目標(biāo)檢測方法，所述方法包括：

步驟1，設(shè)置分布式雷達系統(tǒng)包含n個局部雷達站以及一個融合檢測中心；并構(gòu)造每個局部雷達站的滿足恒虛警性質(zhì)(恒虛警性質(zhì)是指虛警概率只與判決門限有關(guān)，不隨背景噪聲功率的波動而變化)的局部檢測統(tǒng)計量；

步驟2，設(shè)置所述分布式雷達系統(tǒng)的總體虛警概率pf，每個局部雷達站評估檢測性能曲線的虛警概率與所述分布式雷達系統(tǒng)的總體虛警概率相等；

步驟3，每個局部雷達站根據(jù)其對應(yīng)的局部檢測統(tǒng)計量以及局部雷達站評估檢測性能曲線的虛警概率pf，計算該局部雷達站的信噪比加權(quán)系數(shù)；

步驟4，設(shè)置融合判決門限,所述融合檢測中心根據(jù)每個局部雷達站的局部檢測統(tǒng)計量以及該局部雷達站的信噪比加權(quán)系數(shù)，將n個局部雷達站的局部檢測統(tǒng)計量進行信噪比加權(quán)，得到融合后的檢測統(tǒng)計量；

若所述融合后的檢測統(tǒng)計量大于所述融合判決門限，則確定檢測到目標(biāo)。

本發(fā)明技術(shù)方案的特點和進一步的改進為：

(1)步驟1中，構(gòu)造每個局部雷達站的滿足恒虛警性質(zhì)的局部檢測統(tǒng)計量的方法有很多種，例如下面的這種構(gòu)造方法得到的局部檢測統(tǒng)計量就滿足恒虛警的性質(zhì)：

第n個局部雷達站的局部檢測統(tǒng)計量qn表示為：

其中，dn表示第n個局部雷達站的采樣單元的采樣值，n＝1,...,n，xni表示第n個局部雷達站的第i個參考單元的采樣值，且i＝1,...,ln，ln為第n個局部雷達站的參考單元總個數(shù)。

(2)步驟3具體包括如下子步驟：

(3a)在所述局部雷達站評估檢測性能曲線的虛警概率pf條件下，第n個局部雷達站根據(jù)其對應(yīng)的局部檢測統(tǒng)計量qn做單站檢測，得到對應(yīng)該局部雷達站的檢測性能曲線；所述檢測性能曲線的橫坐標(biāo)為信噪比，縱坐標(biāo)為目標(biāo)存在時的檢測概率值；

(3b)設(shè)置目標(biāo)存在的預(yù)設(shè)概率值pd，第n個局部雷達站根據(jù)所述目標(biāo)存在的預(yù)設(shè)概率值pd，在該局部雷達站的檢測性能曲線上確定出所述目標(biāo)存在的預(yù)設(shè)概率值pd對應(yīng)的信噪比snrn；

(3c)令n＝1,...,n，從而分別得到n個局部雷達站在目標(biāo)存在的預(yù)設(shè)概率值處對應(yīng)的信噪比；

(3d)則第n個局部雷達站的信噪比加權(quán)系數(shù)其中，snrmin表示n個局部雷達站在目標(biāo)存在的預(yù)設(shè)概率值處對應(yīng)的信噪比中的最小值。

(3)子步驟(3d)中，

第n個局部雷達站的信噪比加權(quán)系數(shù)w(n)的另一種表示方式為：

其中，

(4)步驟4具體為：

(4a)設(shè)置融合判決門限η；

(4b)所述融合檢測中心根據(jù)每個局部雷達站的局部檢測統(tǒng)計量以及該局部雷達站的信噪比加權(quán)系數(shù)，將n個局部雷達站的局部檢測統(tǒng)計量進行信噪比加權(quán)，得到融合后的檢測統(tǒng)計量t：

(4c)若融合后的檢測統(tǒng)計量t大于融合判決門限η，則判定為檢測到目標(biāo)；若融合后的檢測統(tǒng)計量t小于融合判決門限η，則判定為未檢測到目標(biāo)。

通過本發(fā)明的方法，可以在一定程度上降低分布式雷達異構(gòu)信號級融合的檢測性能惡化。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種分布式雷達異構(gòu)信號級融合目標(biāo)檢測方法的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的仿真實驗中參數(shù)l1＝8,l2＝12,l3＝16,l4＝20時4個局部雷達站的檢測性能曲線示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的仿真實驗中參數(shù)l1＝8,l2＝16,l3＝24,l4＝32時4個局部雷達站的檢測性能曲線示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例提供的仿真試驗中未進行信噪比加權(quán)和進行信噪比加權(quán)后的檢測性能曲線對比示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明實施例提供一種分布式雷達異構(gòu)信號級融合目標(biāo)檢測方法，如圖1所示，所述方法包括：

步驟1，設(shè)置分布式雷達系統(tǒng)包含n個局部雷達站以及一個融合檢測中心；并構(gòu)造每個局部雷達站的滿足恒虛警性質(zhì)的局部檢測統(tǒng)計量。

步驟1中，構(gòu)造每個局部雷達站的局部檢測統(tǒng)計量，選擇如下構(gòu)造方法但構(gòu)造方法并不唯一，只要構(gòu)造的局部檢測統(tǒng)計量滿足恒虛警性質(zhì)都可以作為本發(fā)明實施例中所述的局部檢測統(tǒng)計量。

第n個局部雷達站的局部檢測統(tǒng)計量qn表示為：

其中，dn表示第n個局部雷達站的采樣單元的采樣值，n＝1,...,n，xni表示第n個局部雷達站的第i個參考單元的采樣值，且i＝1,...,ln，ln為第n個局部雷達站的參考單元總個數(shù)。

需要說明的是，每個局部雷達站具有一個采樣單元，且采樣單元中包含目標(biāo)信號和噪聲，且每個局部雷達站具有多個參考單元，且每個參考單元中只包含噪聲。

具體的，假設(shè)tn是第n個局部雷達站接收到的觀測值，第n個局部雷達站的局部檢測統(tǒng)計量qn是觀測值tn的單調(diào)變換函數(shù)，qn具有恒虛警性質(zhì)(虛警概率只與判決門限有關(guān)，不隨背景噪聲功率的波動而變化)，qn幅度越大目標(biāo)存在的可能性越大。

示例性的，當(dāng)n個局部雷達站處于獨立同分布零均值的高斯白噪聲背景下，且目標(biāo)回波信號為swerlingι模型時，經(jīng)過平方率檢波器后采樣單元dn的概率密度函數(shù)和參考單元xni的概率密度函數(shù)服從指數(shù)分布，具體如下式：

λn表示第n個局部雷達站的信噪比(單位為1)，μ表示背景噪聲功率水平，可推得第n個局部雷達站的局部檢測統(tǒng)計量qn的累積分布函數(shù)fqn(x)如下:

步驟2，設(shè)置所述分布式雷達系統(tǒng)的虛警概率pf，在求取局部雷達站的信噪比加權(quán)系數(shù)時的每個局部雷達站的虛警概率等于所述分布式雷達系統(tǒng)的虛警概率也為pf。

具體的，所述分布式雷達系統(tǒng)的虛警概率pf＝10^-4。

步驟3，每個局部雷達站根據(jù)其對應(yīng)的局部檢測統(tǒng)計量以及局部雷達站的虛警概率pf，計算該局部雷達站的信噪比加權(quán)系數(shù)。

步驟3具體包括如下子步驟：

(3a)在所述局部雷達站的虛警概率pf條件下，第n個局部雷達站根據(jù)其對應(yīng)的局部檢測統(tǒng)計量qn做單站檢測(即該雷達目標(biāo)檢測系統(tǒng)只有一個雷達站)，得到對應(yīng)該局部雷達站的檢測性能曲線；所述檢測性能曲線的橫坐標(biāo)為信噪比，縱坐標(biāo)為目標(biāo)存在時該單站雷達目標(biāo)檢測系統(tǒng)可檢測到目標(biāo)的檢測概率值；

具體的，將n個局部雷達站用自己的檢測統(tǒng)計量qn做單站檢測，判決方法如下：

ηn為第n個局部雷達站做單站檢測時在虛警概率為pf時的檢測門限(即在局部雷達站沒有目標(biāo)情況下qn的值大于ηn的概率為pf)，然后畫出在虛警概率為pf時的n個單站雷達目標(biāo)檢測系統(tǒng)的檢測性能曲線；

(3b)設(shè)置目標(biāo)存在的預(yù)設(shè)概率值pd，第n個局部雷達站根據(jù)所述目標(biāo)存在的預(yù)設(shè)概率值pd，在該局部雷達站的檢測性能曲線上確定出所述目標(biāo)存在的預(yù)設(shè)概率值pd對應(yīng)的信噪比snrn；

具體的，設(shè)置目標(biāo)存在的預(yù)設(shè)概率值pd＝50％；

(3c)令n＝1,...,n，從而分別得到n個局部雷達站在目標(biāo)存在的預(yù)設(shè)概率值處對應(yīng)的信噪比；

(3d)則第n個局部雷達站的信噪比加權(quán)系數(shù)其中，snrmin表示n個局部雷達站在目標(biāo)存在的預(yù)設(shè)概率值處對應(yīng)的信噪比中的最小值。

具體的，snrn-snrmin表示第n個局部雷達站的信噪比損失。

子步驟(3d)中，

第n個局部雷達站的信噪比加權(quán)系數(shù)w(n)的另一種表示方式為：

其中，

步驟4，設(shè)置融合判決門限，所述融合檢測中心根據(jù)每個局部雷達站的局部檢測統(tǒng)計量以及該局部雷達站的信噪比加權(quán)系數(shù)，將n個局部雷達站的局部檢測統(tǒng)計量進行信噪比加權(quán)，得到融合后的檢測統(tǒng)計量；

若所述融合后的檢測統(tǒng)計量大于所述融合判決門限，則確定檢測到目標(biāo)。

步驟4具體為：

(4a)設(shè)置融合判決門限η；

具體的，η為在給定分布式雷達系統(tǒng)的虛警概率pf條件下求得的融合判決門限(即在沒有目標(biāo)情況下融合后的值大于η的概率為pf)；

(4b)所述融合檢測中心根據(jù)每個局部雷達站的局部檢測統(tǒng)計量以及該局部雷達站的信噪比加權(quán)系數(shù)，將n個局部雷達站的局部檢測統(tǒng)計量進行信噪比加權(quán)，得到融合后的檢測統(tǒng)計量t：

(4c)若融合后的檢測統(tǒng)計量t大于融合判決門限η，則判定為檢測到目標(biāo)；若融合后的檢測統(tǒng)計量t小于融合判決門限η，則判定為未檢測到目標(biāo)。

仿真實驗：

使用matlab軟件，畫出4個局部雷達站在虛警概率為10^-4時的檢測性能曲線，按照本發(fā)明技術(shù)方案求出每個局部雷達站對應(yīng)的信噪比加權(quán)系數(shù)，用蒙多卡洛法再畫出未加權(quán)和加權(quán)后的檢測性能曲線。

由圖2、3可知，對于單站檢測，其檢測性能會隨著參考單元的增加而變好，因而在相同的檢測概率時，基于不同的參考單元下的單站檢測的信噪比不一樣，參考單元少的與參考單元多的單站檢測有一個相對信噪比損失。

由圖4可知，該算法進行信噪比加權(quán)后的檢測性能比未加權(quán)好，在參數(shù)l1＝8,l2＝12,l3＝16,l4＝20下，在目標(biāo)存在的預(yù)設(shè)概率值為50％時，信噪比加權(quán)方式為w1時相對于未加權(quán)的時候有大約0.3db的增益，加權(quán)方式為w2時大約有0.25db的增益。在參數(shù)l1＝8,l2＝16,l3＝24,l4＝32下，在目標(biāo)存在的預(yù)設(shè)概率值為50％時，信噪比加權(quán)方式為w1時相對于未加權(quán)的時候有大約0.45db的增益，加權(quán)方式為w2時大約有0.4db的增益。由上可知參數(shù)差異越大增益效果越好，并且該算法提出的信噪比加權(quán)中w1加權(quán)方式比w2好。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解：實現(xiàn)上述方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關(guān)的硬件來完成，前述的程序可以存儲于計算機可讀取存儲介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時，執(zhí)行包括上述方法實施例的步驟；而前述的存儲介質(zhì)包括：rom、ram、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護范圍為準(zhǔn)。