[發(fā)明專利]一種基于人工智能的雷達探測環(huán)境估計方法

有效

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• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112162286B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王玲玲;周亮;黃孝鵬;王犇;袁越;崔威威
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶集團有限公司第七二四研究所
• 主分類號: G01S13/95
• 分類號: G01S13/95;G01S7/41
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種基于人工智能的雷達探測環(huán)境估計方法，屬于雷達探測領(lǐng)域。目前對于雷達探測環(huán)境的估計通常采用直接測量模型法及反演法，直接測量模型法存在氣象探測設(shè)備架設(shè)困難、無法對非均勻海域進行估計的問題，反演法可解決該不足，但存在反演準(zhǔn)確性不高或無法連續(xù)反演的問題，針對該問題本發(fā)明提出了一種基于人工智能的雷達探測環(huán)境估計方法，該方法涉及一種基于先驗知識庫的反演估計架構(gòu)、基于灰色關(guān)聯(lián)分析法的關(guān)聯(lián)性分析、基于Kmeans算法的雷達探測環(huán)境反演估計，在常規(guī)反演法評估架構(gòu)中增加了基于先驗知識庫的判斷，提升了反演法估計雷達探測環(huán)境的準(zhǔn)確性，為雷達探測效能有效評估及雷達適配探測環(huán)境策略自適應(yīng)生成提供有效支撐。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種雷達探測環(huán)境估計方法，屬于雷達探測領(lǐng)域。

背景技術(shù)

雷達探測環(huán)境估計包括對海上大氣波導(dǎo)類型、等級及特征參量(高度、強度)的估計，是雷達探測性能有效評估及雷達自適應(yīng)環(huán)境探測等的前提，目前對于雷達探測環(huán)境的估計通常采用直接測量法、模型法及反演法。其中直接測量法，即利用微波折射率儀直接測量折射率在高度上的分布，或利用探空氣球、探空小火箭等測量溫度、濕度、壓力剖面然后利用公式計算得到折射率在高度上的分布；模型法是通過測量某一參考高度上氣溫、氣壓、相對濕度、風(fēng)速及海水表面溫度等大氣參數(shù)，利用海洋大氣邊界層相似理論，通過理論模型計算得到蒸發(fā)波導(dǎo)折射率剖面；反演法包括海雜波反演法及GNSS掩星反演法，分別利用雷達回波或接收的衛(wèi)星信號，通過反演流程計算蒸發(fā)波導(dǎo)折射率剖面。直接測量法代價昂貴，且對場地的要求苛刻；模型法對輸入的氣象參數(shù)敏感，要求精確測量某一參考高度處的大氣溫度、濕度和風(fēng)速以及海表溫度，對測量儀器和測量環(huán)境要求比較高，存在氣象探測設(shè)備架設(shè)困難、無法對非均勻海域進行估計的問題；雜波反演法目前還處在理論研究階段，還不具備工程實用性；海雜波反演法存在反演準(zhǔn)確性不高，GNSS掩星反演法存在無法連續(xù)反演及準(zhǔn)確性不高的問題，綜上所述，需加強雷達探測環(huán)境估計方法的工程實現(xiàn)可行性，同時保證估計的準(zhǔn)確性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對目前反演法雷達探測環(huán)境估計存在反演準(zhǔn)確性不高或無法連續(xù)反演的問題，提出了一種基于人工智能的雷達探測環(huán)境估計方法，通過建立先驗知識庫，利用Kmeans算法結(jié)合海雜波反演法實現(xiàn)雷達探測環(huán)境準(zhǔn)確估計，為雷達探測效能有效評估及雷達適配探測環(huán)境策略自適應(yīng)生成提供有效支撐。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案主要涉及三個方面：雷達探測環(huán)境與海雜波的關(guān)聯(lián)性分析、雷達探測環(huán)境與海雜波先驗知識庫的建立、基于Kmeans算法的雷達探測環(huán)境反演估計。

首先，建立基于先驗知識庫的雷達探測環(huán)境智能反演估計架構(gòu)；

其次，建立雷達探測環(huán)境與海雜波關(guān)聯(lián)映射決策模型、通過灰色關(guān)聯(lián)分析法及改進熵法，計算兩者之間關(guān)聯(lián)因素及關(guān)聯(lián)權(quán)重、進行關(guān)聯(lián)檢驗、制定沖突消解策略，實現(xiàn)雷達探測環(huán)境與海雜波的關(guān)聯(lián)性挖掘；

再次，建立雷達探測環(huán)境先驗知識庫，其數(shù)據(jù)基礎(chǔ)具有仿真模擬及實測數(shù)據(jù)兩種；

最后，利用Kmeans算法基于實際雷達回波數(shù)據(jù)結(jié)合先驗知識庫，進行大氣波導(dǎo)有無、大氣波導(dǎo)類型及大氣波導(dǎo)特征參量估計，實現(xiàn)雷達探測環(huán)境準(zhǔn)確估計，并通過建立海況、海態(tài)對大氣波導(dǎo)特征的影響分析進行修正補償，進一步提升準(zhǔn)確性。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點為：

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明調(diào)整了反演法估計雷達探測環(huán)境估計的實現(xiàn)架構(gòu)，在反演法評估前增加了基于先驗知識庫的判斷，作為后續(xù)基于海雜波反演雷達探測環(huán)境的輸入，同時海雜波反演過程中采用人工智能算法結(jié)合先驗知識庫的歷史數(shù)據(jù)及建立海況、海態(tài)對大氣波導(dǎo)特征的影響分析修正補償，提升了反演法估計雷達探測環(huán)境的準(zhǔn)確性。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述。

附圖說明