[發明專利]基于歸一化多普勒譜的海面漂浮目標檢測方法有效
| 申請號： | 201410321885.5 | 申請日： | 2014-07-08 |
| 公開（公告）號： | CN104076350A | 公開（公告）日： | 2014-10-01 |
| 發明（設計）人： | 水鵬朗;許述文;馬曉禮;李東宸 | 申請（專利權）人： | 西安電子科技大學 |
| 主分類號： | G01S13/50 | 分類號： | G01S13/50 |
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| 地址： | 710071*** | 國省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 基于 歸一化 多普勒 海面 漂浮 目標 檢測 方法 | ||
技術領域
本發明屬于目標檢測技術領域，具體涉及一種基于歸一化多普勒譜的海面漂浮目標檢測方法，用于對海面漂浮目標的檢測。
背景技術
海雜波定義為雷達接收到的由海表面反射回來的信號，海面搜索雷達在對目標進行檢測時，常常會受到海雜波的影響。海雜波的強度會隨著雷達參數、雷達照射方向、海況、空氣濕度等的不同而發生改變。在強海雜波背景下，浮標、浮冰、小船、海面漂浮物等這類海面漂浮目標很難通過傳統能量累積的方法進行檢測。針對海面漂浮目標檢測問題，常用的方法是在空間和多普勒域進行高分辨觀測。空間高分辨率是通過寬帶脈沖和窄波束來實現，多普勒高分辨率需要對單一波位進行長時間的駐留觀測得到。然而，在高空間分辨率和長時間駐留觀測的情況下，海雜波和目標回波都表現出相當復雜的特性，這將影響傳統目標檢測方法的檢測性能。
由于海雜波時域運動的復雜性，在研究初期常用統計學來研究海雜波的特性。隨著對高分辨海雜波研究的深入，統計學模型也不斷的發展完善，在此基礎上出現了許多目標檢測方法，其中包括許多自適應檢測方法，如廣義似然比檢測、自適應匹配濾波、自適應歸一化匹配濾波等。這些方法大都假定海雜波滿足一定的統計模型，如K分布，復合高斯分布等。自適應檢測算法對在多普勒域，目標與海雜波能有較好區分的情況下可以有效檢測，然而當目標與雜波在多普勒域無法區分時，即目標的多普勒偏移在海雜波主雜波區范圍時，無法對海面漂浮或低速目標進行檢測。基于分形特征的檢測方法在觀測時間較長時達到了很好的檢測結果，如J.Hu,J.B.Gao,F.L.Posner,Y.Zheng,W.W.Tung,“Target?detection?within?sea?clutter:a?comparative?study?by?fractal?scaling?analyses”.Fractals,14,187-204,2006.文獻中就采用了該檢測方法。但當雷達觀測時間縮短時，該檢測方法的檢測性能出現明顯的下降。在實際應用中，雷達通常無法進行較長時間的觀測，因此基于分形特征的檢測方法很難應用到實際中。
發明內容
本發明的目的在于克服已有技術的不足，提出一種基于歸一化多普勒譜的海面漂浮目標檢測方法，提高對海面漂浮目標的檢測性能。
為達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現。
一種基于歸一化多普勒譜的海面漂浮目標檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：
步驟1，雷達發射機發射連續的脈沖信號，雷達接收機接收到多脈沖的目標信號，將多脈沖的目標信號經過匹配濾波后得到沿著距離維和脈沖維連續的雷達回波數據X，對雷達回波數據X進行分塊，即沿著脈沖維分為B塊，得到B塊分塊回波數據(X1,…,Xb,…,XB)，b＝1,2,…,B；
步驟2，確定分塊回波數據Xb中的待檢測距離單元回波數據Xrb和參考距離單元回波數據Xpb；計算參考距離單元回波數據Xpb的多普勒譜Spb(fd)和待檢測距離單元回波數據Xrb的多普勒譜Srb(fd)；并根據參考距離單元回波數據Xpb的多普勒譜Spb(fd)和待檢測距離單元回波數據Xrb的多普勒譜Srb(fd)計算分塊回波數據Xb中待檢測單元回波數據Xrb的歸一化多普勒譜NDPSrb(fd)；
步驟3，根據歸一化多普勒譜NDPSrb(fd)構造待檢測距離單元回波數據Xrb的檢測統計量ζrb；
步驟4，給定虛警概率f，通過蒙特卡羅實驗得到用于判定待檢測距離單元目標是否存在的檢測門限Tζ；
步驟5，根據分塊回波數據Xb的檢測統計量ζrb和檢測門限Tζ判斷目標是否存在：
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