[發明專利]基于航跡信息的飛機與氣象雜波分類識別方法

有效

• 申請號: 201810868550.3
• 申請日: 2018-08-02
• 公開（公告）號: CN109117776B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 徐丹蕾;羅丁利;王旭;楊磊;張金鳳;王勇;郭鵬程
• 申請（專利權）人: 西安電子工程研究所
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 劉新瓊

本發明涉及一種基于航跡信息的飛機與氣象雜波分類識別方法，首先根據飛機和氣象雜波航跡信息變化的不同，提取能反映目標本質特性的特征；然后利用飛機和氣象雜波區別明顯的特征，用于識別出部分樣本，這樣逐層推進，最后利用分類器對剩余的樣本進行分類識別，完成對所有飛機和氣象雜波的分類識別。用于解決飛機和氣象雜波航跡多樣性的問題。

技術領域

本發明屬于雷達自動目標識別技術領域，可用于對形成航跡的飛機目標和氣象雜波進行分類識別。

背景技術

當雷達探測空中目標時，目標的周圍經常存在著各種仙波，其中最常見的就是氣象雜波，當氣象雜波有一定的運動速度，且能形成航跡時，它們與飛機目標的回波非常相似，通常無法通過傳統的濾波方法進行抑制，此時就需要利用分類的手段對它們加以區分。

在雷達低分辨情況下，目標的尺寸小于雷達的分辨率，目標的回波只是一個具有幅度和相位的點，單次回波所含的信息較少。因此對于運動目標的識別，常用的手段是利用多個回波周期的信息，即目標的微多普勒信息，但要想獲得準確的目標微多普勒信息(較高的多普勒分辨率)，通常需要較長的駐留時間，但對于搜索雷達而言，雷達的搜索功能希望在有限的時間內照射盡可能多的空間方向，這可能導致每一個方向上目標的駐留時間不會很長，甚至非常短，在這種情況下，各目標并不能得到明顯的可用于相互區分的微動信息。

針對上面的情況，為了獲取目標盡可能多的信息，可以利用目標多次搜索的信息變化進行分類識別，也即對形成航跡的目標進行分類識別，從而提高分類識別的準確性。形成航跡的目標中每個點跡包含的信息主要有：幅度、距離、方位、俯仰、掃描到時間、線速度、高度等。

對飛機目標和氣象雜波的分類利用的是它們航跡信息變化的不同，因此為了實現對飛機目標和氣象雜波的分類，需要對它們航跡信息的變化進行特征提取，提取能反映目標本質特性的特征，使同類目標的差異變小，異類目標的差異變大。特征提取通常是一個將原始回波信號從高維空間向低維空間映射的一個過程，有效的特征可以提高分類正確率，縮短分類時間。

為了提取能有效識別飛機目標和氣象雜波的特征，需要觀察它們航跡信息的變化。圖1-圖6分別給出了飛機目標和氣象雜波的其中一條典型航跡的多種信息比較，包括歸一化幅度(利用距離進行歸一)、高度、方位角、相鄰點跡掃描時間間隔、線速度、加速度等。

在實際應用中，通常不可能在完全建航后才對整個航跡進行分類，這樣就會在雷達顯示屏幕上出現太多的航跡，而且其中的大部分都可能不是真實的飛機目標，這樣就失去了分類的目的，因此需要在建航的初期就進行分類，一旦滿足置信度的需求，就可以直接把判為氣象雜波的航跡去掉，只顯示飛機的航跡。設每條航跡的點跡數為N，i＝1,…,N表示航跡中的第i個點跡，則把第1～i個點跡信息組成的向量設定為一個樣本，我們需要對每個樣本進行分類識別，因此每條航跡的樣本數為N-i+1。

對于飛機目標和氣象雜波，它們的航跡變化多樣，為了用最小的運算量得到較好的分類結果，本方法采用分層識別的策略。

發明內容

要解決的技術問題

為了避免現有技術的不足之處，本發明提出一種基于航跡信息的飛機與氣象雜波分類識別方法，當飛機目標和氣象雜波可用微動信息非常少時，通過提取飛機和氣象雜波的航跡信息變化特征，以及采用分層識別等方法，完成對它們的分類識別。

技術方案

一種基于航跡信息的飛機與氣象雜波分類識別方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：根據飛機和氣象雜波航跡信息變化的不同，提取能反映目標本質特性的特征：

特征1：歸一化幅度序列的最大值

目標的歸一化幅度的表達式：

snr_normilize＝20*log10(SNR)+40*log10(R/r)