[發明專利]一種魯棒智能雷達海雜波預報系統及方法

無效

• 申請號: 201110051100.3
• 申請日: 2011-03-03
• 公開（公告）號: CN102147464A
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發明（設計）人: 劉興高;閆正兵
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41;G01S7/48;G01S7/539;G06F19/00
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;王利強

1.一種魯棒智能雷達海雜波預報系統，包括雷達、數據庫以及上位機，雷達、數據庫和上位機依次相連，其特征在于：所述雷達對所檢測海域進行照射，并將雷達海雜波數據儲存到所述的數據庫，所述的上位機包括：

數據預處理模塊，用以進行雷達海雜波數據預處理，采用如下過程完成：

1)從數據庫中采集N個雷達海雜波回波信號幅值x_i作為訓練樣本，i＝1，...，N；

2)對訓練樣本進行歸一化處理，得到歸一化幅值

x‾i=xi-minxmaxx-minx]]>

其中，minx表示訓練樣本中的最小值，maxx表示訓練樣本中的最大值；

3)將歸一化后的訓練樣本重構，分別得到輸入矩陣X和對應的輸出矩陣Y：

X=x‾1x‾2Lx‾Dx‾2x‾3Lx‾D+1MMOMx‾N-Dx‾N-D+1Lx‾N-1]]>

Y=x‾D+1x‾D+2Mx‾N]]>

其中，D表示重構維數，D為自然數，且D＜N，D的取值范圍為50-70；

魯棒預報模型建模模塊，用以建立預報模型，采用如下過程完成：

將得到的X、Y代入如下線性方程：

01vT1vK+Vγb*α*=0Y]]>

其中Vγ=diag{1γv1,K,1γvM}]]>

權重因子v_i由下式計算：

其中是誤差變量ξ_i標準差的估計，c₁，c₂為常量；

求解得待估計函數f(x)：

f(x)=Σi=1Mαi*exp(-||x-xi||/θ2)+b*]]>

其中，M是支持向量的數目，1_v＝[1，...，1]^T，K＝exp(-‖x_i-x_j‖/θ²)，上標T表示矩陣的轉置，是拉格朗日乘子，其中，i＝1，...，M，j＝1，…，M，b^*是偏置量，和exp(-‖x-x_i‖/θ²)均為支持向量機的核函數，x_j為第j個雷達海雜波回波信號幅值，θ是核參數，x表示輸入變量，γ是懲罰系數；

改進智能尋優模塊，用以采用進化遺傳算法對預報模型的核參數θ和懲罰系數γ進行優化，采用如下過程完成：

5.1)采用實數編碼方法對θ和γ進行編碼；

5.2)隨機產生初始種群；

5.3)計算每個個體的適應度，并判斷是否符合算法終止條件，若符合，輸出最佳個體及其代表的最優解，并結束計算，否則繼續迭代；

5.4)采用正態分布概率選擇個體；

5.5)通過單點線性交叉產生新個體；

5.6)通過均勻變異方式產生新個體；

5.7)對新個體用單純性法進行確定性尋優；

5.8)產生的新一代種群，返回5.3)進行迭代；

其中，初始種群大小為50-200，最大代數50-300，最佳個體選擇概率為0.05-0.1，交叉概率為0.5-0.9，變異概率為0.001-0.01，個體適應度選擇模型的泛化均方根誤差，終止條件為達到最大代數或者連續五代適應度不變；

海雜波預報模塊，用以進行海雜波預測，采用如下過程完成：

1)在采樣時刻t采集D個海雜波回波信號幅值得到TX＝[x_t-D+1，K，x_t]，x_t-D+1表示第t-D+1采樣時刻的海雜波回波信號幅值，x_t表示第t采樣時刻的海雜波回波信號幅值；

2)進行歸一化處理；

TX‾=TX-minxmaxx-minx]]>

3)代入預報模型建模模塊得到的待估計函數f(x)計算得到采樣時刻(t+1)的海雜波預報值。