[發(fā)明專利]一種部分均勻海雜波背景下的平滑廣義似然比檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610219017.5
• 申請(qǐng)日: 2016-04-08
• 公開（公告）號(hào): CN105738883B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 時(shí)艷玲;林毓峰;謝曉燕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S7/41
• 分類號(hào): G01S7/41;G01S7/292
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所32207
• 代理人: 汪旭東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種部分均勻海雜波背景下的平滑廣義似然比檢測(cè)方法，屬于雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在海面目標(biāo)檢測(cè)中，采用匹配于海雜波統(tǒng)計(jì)及相關(guān)特性的自適應(yīng)目標(biāo)檢測(cè)算法是一種普遍采用的技術(shù)手段。因而，待檢測(cè)單元雜波的特性與自適應(yīng)檢測(cè)器的設(shè)計(jì)、檢測(cè)性能密切相關(guān)。隨著雷達(dá)距離分辨率的進(jìn)一步提高，雷達(dá)接收回波由先前的均勻雜波變?yōu)榉蔷鶆螂s波環(huán)境。部分均勻的海雜波具有瞬時(shí)功率波動(dòng)較大的特點(diǎn)，這種較大的頻率波動(dòng)會(huì)直接影響著檢測(cè)器的性能。目前，海雜波背景下的自適應(yīng)檢測(cè)器設(shè)計(jì)往往為了簡(jiǎn)化計(jì)算，減少檢測(cè)器的復(fù)雜度，而假設(shè)所處理的雷達(dá)接收回波為均勻雜波特性，又或是為了應(yīng)對(duì)部分均勻海雜波，而引入了較為復(fù)雜的信號(hào)處理算法。例如，北京環(huán)境特性研究所申請(qǐng)的發(fā)明專利：海雜波抑制以及海雜波背景中目標(biāo)檢測(cè)的方法和系統(tǒng)(專利申請(qǐng)?zhí)枺篊N201310556638.9，公開號(hào)：CN103645467 A)。該專利申請(qǐng)從實(shí)測(cè)時(shí)空色散關(guān)系中提取出實(shí)測(cè)速度項(xiàng)參數(shù)，確定出基于所述本征速度項(xiàng)參數(shù)的海雜波的本征時(shí)空色散關(guān)系，進(jìn)而重構(gòu)得到估計(jì)的海雜波一維距離像的歷程圖。最終通過實(shí)測(cè)所得歷程圖與估計(jì)的歷程圖相減來獲得抑制海雜波的一維距離像的歷程圖的圖像數(shù)據(jù)，從而達(dá)到消除多普勒頻移的目的。該專利申請(qǐng)的不足之處在于：在考慮消除雷達(dá)移動(dòng)所導(dǎo)致的多普勒頻移這一事實(shí)時(shí)，忽略了部分均勻海雜波這另一客觀事實(shí)。所以，其最終得到抑制海雜波的圖像數(shù)據(jù)引入了非均勻海雜波的干擾特性。又例如，西安電子科技大學(xué)申請(qǐng)的發(fā)明專利：海雜波背景下子帶自適應(yīng)GLRT-LTD檢測(cè)方法(專利申請(qǐng)?zhí)枺篊N201510030360.0，公開號(hào)：CN 104569948A)，該專利申請(qǐng)通過構(gòu)造子帶濾波器的方式來應(yīng)對(duì)部分均勻海雜波，從而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的檢測(cè)判決，提高了檢測(cè)性能。但該專利的主要不足是：引入的子代濾波器過于復(fù)雜，計(jì)算量較大。這勢(shì)必會(huì)影響檢測(cè)器的信號(hào)處理速度。而本發(fā)明能夠很好地解決上面的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于解決了上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種部分均勻海雜波背景下的平滑廣義似然比檢測(cè)方法，該方法在不增加GLRT檢測(cè)器計(jì)算復(fù)雜度的前提下，提升了檢測(cè)器的性能。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：一種部分均勻海雜波背景下的平滑廣義似然比檢測(cè)方法，該方法在不增加計(jì)算復(fù)雜度的前提下，能在實(shí)測(cè)海雜波數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)中獲得更好的檢測(cè)性能。

方法流程：

步驟1：采用GLRT檢測(cè)器作為S-GLRT檢測(cè)器的數(shù)學(xué)原型；所述的GLRT檢測(cè)器數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

其中M表示雜波的協(xié)方差矩陣，p為多普勒導(dǎo)向矢量，z表示雷達(dá)接收待檢測(cè)單元的回波，H表示共軛轉(zhuǎn)置，β為尺度參數(shù)，ξ為判決門限。

步驟2：以歸一化樣本協(xié)方差矩陣(normalized sample covariance matrix,NSCM)估計(jì)或漸進(jìn)最大似然(approximated maximum likelihood,AML)估計(jì)作為雜波協(xié)方差矩陣M的估計(jì)算法，以取中值估計(jì)作為平滑因子的估計(jì)算法；所述的雜波協(xié)方差矩陣M的歸一化樣本協(xié)方差矩陣(normalized sample covariance matrix,NSCM)估計(jì)形式為：

漸進(jìn)最大似然(approximated maximum likelihood,AML)估計(jì)形式為：

相應(yīng)的，取中值估計(jì)的平滑因子表達(dá)式為：

步驟3，將GLRT檢測(cè)器數(shù)學(xué)表達(dá)式中的尺度參數(shù)β替換為得到GLRT檢測(cè)器的修正形式，即平滑GLRT(smooth GLRT,S-GLRT)檢測(cè)器的表達(dá)式；所述的平滑GLRT(smooth GLRT,S-GLRT)檢測(cè)器的表達(dá)式為：

有益效果：

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)本發(fā)明提出的平滑GLRT(smooth GLRT,S-GLRT)檢測(cè)器與GLRT檢測(cè)器相比，在不增加計(jì)算復(fù)雜度的前提下，能在實(shí)測(cè)海雜波數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)中獲得更好的檢測(cè)性能。

(2)本發(fā)明提出的S-GLRT檢測(cè)器，其引入的平滑因子主要是為了削弱部分均勻海雜波對(duì)檢測(cè)器性能的影響。但不失通用性，對(duì)于均勻海雜波背景下的目標(biāo)檢測(cè)，S-GLRT檢測(cè)器仍具有與GLRT檢測(cè)器相近的檢測(cè)性能。符合實(shí)際的雜波環(huán)境要求。

(3)本發(fā)明提出的S-GLRT對(duì)尺度參數(shù)具有恒虛警特性。

(4)S-GLRT檢測(cè)器中的平滑因子采用取中值估計(jì)算法，在實(shí)際環(huán)境中具有較好的性能表現(xiàn)。

附圖說明