一種干擾環(huán)境下的目標(biāo)檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種干擾環(huán)境下的目標(biāo)檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著新的電子干擾技術(shù)的迅速發(fā)展，先進(jìn)的電子干擾措施與裝備的不斷涌現(xiàn)，導(dǎo) 致現(xiàn)代雷達(dá)面臨的工作電磁環(huán)境日趨復(fù)雜。特別是近年來迅猛發(fā)展的基于數(shù)字射頻存儲(chǔ)器 (DRFM)技術(shù)的有源欺騙干擾，以其樣式多、使用靈活、對(duì)抗性強(qiáng)等特點(diǎn)，對(duì)軍用雷達(dá)構(gòu)成了 最常見的威脅。
[0003] 基于數(shù)字射頻存儲(chǔ)器的干擾機(jī)將接收到的雷達(dá)信號(hào)存儲(chǔ)，然后根據(jù)需要對(duì)信號(hào)進(jìn) 行延時(shí)、相位調(diào)制等處理后再轉(zhuǎn)發(fā)到雷達(dá)，產(chǎn)生類似于目標(biāo)回波的信號(hào)作用于雷達(dá)檢測(cè)和 跟蹤系統(tǒng)中，進(jìn)行速度欺騙干擾和距離欺騙干擾等。轉(zhuǎn)發(fā)式干擾信號(hào)與雷達(dá)信號(hào)的相關(guān)性 很高，可通過雷達(dá)匹配濾波器獲得高增益。另外，轉(zhuǎn)發(fā)式干擾機(jī)為達(dá)到干擾雷達(dá)的目的，通 常會(huì)產(chǎn)生功率很大的干擾信號(hào)，在所產(chǎn)生的干擾信號(hào)功率一定的情況下，雷達(dá)接收到的干 擾信號(hào)的功率與距離的二次方成反比，而真實(shí)目標(biāo)的雷達(dá)回波功率與距離的四次方成反 比，所以雷達(dá)接收到的轉(zhuǎn)發(fā)式干擾的功率通常遠(yuǎn)高于真實(shí)目標(biāo)的功率，這就使得轉(zhuǎn)發(fā)式干 擾信號(hào)比真實(shí)目標(biāo)回波信號(hào)更容易超過檢測(cè)門限而被檢測(cè)出來。所以，基于數(shù)字射頻存儲(chǔ) 器轉(zhuǎn)發(fā)的欺騙式干擾很容易進(jìn)入雷達(dá)接收系統(tǒng)，造成大量虛警，影響對(duì)目標(biāo)的正常檢測(cè)和 跟蹤。
[0004] 檢測(cè)前跟蹤(Track Before Detect，TBD)是在低信噪比的情況下對(duì)目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè) 和跟蹤的一種技術(shù)。與一般的檢測(cè)方法的不同之處在于，檢測(cè)前跟蹤在單幀內(nèi)并不宣布檢 測(cè)結(jié)果，而是將單幀信息數(shù)字化并存儲(chǔ)起來，對(duì)多幀數(shù)據(jù)處理后同時(shí)宣布檢測(cè)結(jié)果與目標(biāo) 的航跡。
[0005] 時(shí)間序列的動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法(DPA)是窮盡搜索法的一種等效實(shí)現(xiàn)算法，但是它的計(jì) 算效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于窮盡搜索。它的主要思想是將η維優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為η個(gè)1維優(yōu)化問題，對(duì)優(yōu)化 問題的分級(jí)處理大大降低了它的計(jì)算量。
[0006] 將時(shí)間序列的動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法DPA應(yīng)用到雷達(dá)在干擾環(huán)境下的目標(biāo)檢測(cè)問題時(shí)，它 把目標(biāo)信息看成雷達(dá)信息處理過程中的一個(gè)關(guān)于目標(biāo)狀態(tài)的時(shí)間序列( X1，X2, . . .，xk)，狀 態(tài)Xk描述了在雷達(dá)信息處理過程中的第k個(gè)狀態(tài)時(shí)關(guān)于目標(biāo)的相關(guān)信息。對(duì)干擾環(huán)境下的 目標(biāo)檢測(cè)就是N個(gè)脈沖通過對(duì)所有可能的目標(biāo)狀態(tài)的時(shí)間序列( X1，X2, ...，Xk)進(jìn)行搜索，找 到一組使得值函數(shù)K達(dá)到最大的狀態(tài)序列(X1， X2, ...，Xk)。值函數(shù)K能夠反映目標(biāo)和干擾在 幅度、多普勒以及包括運(yùn)動(dòng)特性在內(nèi)的其他細(xì)微特征上的差異，具有預(yù)期目標(biāo)特征狀態(tài)可 以獲得較高的值函數(shù)K，相反，具有干擾特征的狀態(tài)獲得較低的值函數(shù)K。再通過使用DPA對(duì) 多個(gè)脈沖的值函數(shù)K進(jìn)行積累，可以有效改善干擾環(huán)境下的目標(biāo)檢測(cè)性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明提供了一種干擾環(huán)境下的目標(biāo)檢測(cè)方法。在干擾環(huán)境下，本發(fā)明將目標(biāo)信 息建模成雷達(dá)信息處理過程中的一個(gè)關(guān)于目標(biāo)狀態(tài)的時(shí)間序列(X1，X2,...，xk)，值函數(shù)K在 狀態(tài)Xk的數(shù)值用于反映目標(biāo)和干擾在幅度、多普勒以及包括運(yùn)動(dòng)特性在內(nèi)的其他細(xì)微特征 上的差異。通過對(duì)所有可能的目標(biāo)狀態(tài)時(shí)間序列進(jìn)行搜索，找到一組使得目標(biāo)值函數(shù)K達(dá)到 最大的狀態(tài)序列。再通過使用DPA對(duì)多個(gè)脈沖的值函數(shù)K進(jìn)行積累，最后才給出目標(biāo)的檢測(cè) 結(jié)果，有效改善干擾環(huán)境下的目標(biāo)檢測(cè)性能。
[0008] 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：
[0009] -種干擾環(huán)境下的目標(biāo)檢測(cè)方法，包括以下步驟：
[0010] 步驟1 )，將N個(gè)脈沖數(shù)據(jù)送入雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)器；
[0011] 步驟2)，對(duì)送入的N個(gè)脈沖數(shù)據(jù)分別進(jìn)行目標(biāo)狀態(tài)時(shí)間序列信息檢測(cè)，形成N個(gè)脈 沖值函數(shù)，具體為：
[0012] 步驟2.1)，對(duì)于每一個(gè)送入的脈沖數(shù)據(jù)，將其幅度與預(yù)設(shè)的幅度門限閾值進(jìn)行比 較，如果其幅度大于等于預(yù)設(shè)的幅度門限閾值，賦予其預(yù)設(shè)的第一置信值 X1，然后將第一置 信值X1以及被賦予第一置信值^的脈沖數(shù)據(jù)送入后續(xù)的目標(biāo)狀態(tài)時(shí)間序列檢測(cè)鏈路；
[0013] 步驟2.2)，對(duì)步驟2.1)送入的每一個(gè)脈沖數(shù)據(jù)進(jìn)行脈沖匹配壓縮，將其脈沖匹配 壓縮后的輸出信噪比與預(yù)設(shè)的第一信噪比門限閾值進(jìn)行比較，如果其輸出信噪比值大于等 于預(yù)設(shè)的第一信噪比門限閾值，再將其目標(biāo)峰的寬度和強(qiáng)度分別和未受干擾時(shí)目標(biāo)脈沖匹 配壓縮后目標(biāo)峰的的寬度和強(qiáng)度進(jìn)行比較，如果其目標(biāo)峰的寬度和強(qiáng)度分別大于等于未受 干擾時(shí)目標(biāo)脈沖匹配壓縮后目標(biāo)峰的的寬度和強(qiáng)度，賦予其預(yù)設(shè)的第二置信值 X2,然后將 第二置信值X2以及脈沖匹配壓縮后被賦予第二置信值X2的脈沖數(shù)據(jù)送入后續(xù)的目標(biāo)狀態(tài)時(shí) 間序列檢測(cè)鏈路；
[0014] 步驟2.3)，對(duì)步驟2.2)送入的每一個(gè)脈沖數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)目標(biāo)顯示或動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)，將 其動(dòng)目標(biāo)顯示或動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)后的輸出信噪比與預(yù)設(shè)的第二信噪比門限閾值進(jìn)行比較，如果 其輸出信噪比大于等于預(yù)設(shè)的第二信噪比門限閾值，賦予其預(yù)設(shè)的第三置信值X3,然后將 第三置信值X3以及動(dòng)目標(biāo)顯示或動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)后被賦予第三置信值X3的脈沖數(shù)據(jù)送入后續(xù)的 目標(biāo)狀態(tài)時(shí)間序列檢測(cè)鏈路；
[0015] 步驟2.4)，對(duì)步驟2.3)送入的每一個(gè)脈沖數(shù)據(jù)進(jìn)行恒虛警檢測(cè)，將其恒虛警檢測(cè) 輸出信噪比與預(yù)設(shè)的第三信噪比門限閾值進(jìn)行比較，如果其輸出信噪比大于等于預(yù)設(shè)的第 三信噪比門限閾值，賦予其預(yù)設(shè)的第四置信值X4,然后第四置信值X4以及恒虛警檢測(cè)后被賦 予第四置信值X4的脈沖數(shù)據(jù)送入后續(xù)的目標(biāo)狀態(tài)時(shí)間序列檢測(cè)鏈路；
[0016] 步驟2.5)，計(jì)算目標(biāo)狀態(tài)的時(shí)間序列（11，12，...，^)在^為不同狀態(tài)值下的值函 數(shù)K，形成Π 巧條時(shí)間檢測(cè)鏈路，其中，k = 4;i = l，2,3,4;nk為目標(biāo)狀態(tài)的時(shí)間序列（X1， k=l X2,. . .，Xk)在狀態(tài)Xk處的狀態(tài)個(gè)數(shù);值函數(shù)K用于反映目標(biāo)和干擾在幅度、多普勒以及運(yùn)動(dòng) 特性的差異；
[0017] 步驟2.6)，選取使得值函數(shù)Κ達(dá)到最優(yōu)的檢測(cè)鏈路；
[0018] 步驟3)，對(duì)Ν個(gè)脈沖值函數(shù)Κ進(jìn)行聯(lián)合檢測(cè)，并給出點(diǎn)跡；
[0019] 步驟4)，對(duì)步驟3)送入的點(diǎn)跡進(jìn)行點(diǎn)跡航跡關(guān)聯(lián)處理，給出航跡。
[0020]作為本發(fā)明一種干擾環(huán)境下的目標(biāo)檢測(cè)方法進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述步驟2.6)中 根據(jù)目標(biāo)狀態(tài)時(shí)間序列的最大概率準(zhǔn)則選取使得值函數(shù)Κ達(dá)到最優(yōu)的檢測(cè)鏈路。
[0021] 作為本發(fā)明一種干擾環(huán)境下的目標(biāo)檢測(cè)方法進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述步驟3)中對(duì) N個(gè)脈沖值函數(shù)K進(jìn)行M/N聯(lián)合檢測(cè)。
[0022] 作為本發(fā)明一種干擾環(huán)境下的目標(biāo)檢測(cè)方法進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述步驟3)中根 據(jù)最大概率準(zhǔn)則對(duì)N個(gè)脈沖值函數(shù)K進(jìn)行M/N聯(lián)合檢測(cè)。
[0023] 作為本發(fā)明一種干擾環(huán)境下的目標(biāo)檢測(cè)方法進(jìn)一步的優(yōu)化方案，進(jìn)行Μ/N聯(lián)合檢 -N - 測(cè)時(shí)，個(gè)數(shù)Μ大于等于y 。
[0024]本發(fā)明的有益效果是：
[0025] 本發(fā)明采用多脈沖目標(biāo)狀態(tài)的時(shí)間序列聯(lián)合檢測(cè)方法來解決雷達(dá)干擾環(huán)境下的 目標(biāo)檢測(cè)問題，它避免了目標(biāo)檢測(cè)簡單門限判決造成的目標(biāo)點(diǎn)跡丟失問題，又能夠利用目 標(biāo)和干擾在不同狀態(tài)下的細(xì)微特征上的差異，將目標(biāo)和干擾區(qū)分開來，同時(shí)，又利用多個(gè)脈 沖的聯(lián)合檢測(cè)，提高目標(biāo)的正確發(fā)現(xiàn)概率。
【附圖說明】
[0026] 圖1為本發(fā)明的流程圖；
[0027] 圖2為常規(guī)的雷達(dá)信號(hào)處理目標(biāo)檢測(cè)流程圖；
[0028] 圖3是本發(fā)明提出的目標(biāo)檢測(cè)方法對(duì)實(shí)測(cè)轉(zhuǎn)發(fā)假目標(biāo)干擾數(shù)據(jù)的處理航跡；
[0029]圖4為是經(jīng)典目標(biāo)檢測(cè)方法對(duì)實(shí)測(cè)轉(zhuǎn)發(fā)假目標(biāo)干擾數(shù)據(jù)的處理航跡。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明：
[0031] 如圖1所示，本發(fā)明公開了一種干擾環(huán)境下的目標(biāo)檢測(cè)方法，包括以下步驟：
[0032] 步驟1)，將N個(gè)脈沖數(shù)據(jù)送入雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)器；
[0033] 步驟2)，對(duì)送入的N個(gè)脈沖數(shù)據(jù)分別進(jìn)行目標(biāo)狀態(tài)時(shí)間序列信息檢測(cè)，形成N個(gè)脈 沖值函數(shù)，具體為：
[0034]步驟2.1)，預(yù)處理，對(duì)于每一個(gè)送入的脈沖數(shù)據(jù)，將其幅度與預(yù)設(shè)的幅度門限閾值