[發(fā)明專利]一種場面監(jiān)視雷達信號處理系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110229756.3
• 申請日: 2021-03-02
• 公開（公告）號: CN113030973B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發(fā)明（設計）人: 夏朝禹;周自力;侯昌波;郝育松;裴錫凱;郭春波;范麗娟;張曌
• 申請（專利權(quán)）人: 成都民航空管科技發(fā)展有限公司;中國民用航空總局第二研究所
• 主分類號: G01S13/91
• 分類號: G01S13/91;G01S13/89;G01S7/41;G01S7/292;G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 北京酷愛智慧知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11514
• 代理人: 周俊

本發(fā)明公開了一種場面監(jiān)視雷達信號處理系統(tǒng)，包括：預處理模塊對原始模擬雷達視頻信號進行處理得到處理后的信號；成像與矯正模塊對處理后的信號進行脈沖?脈沖掃描積累與相關(guān)，得到成像矯正后的信號；2?D雜波圖更新模塊受到點跡凝聚的負反饋，并在待測像素一定半徑范圍內(nèi)設置保護間隔，采集保護間隔外若干距離、方位單元像素值組成集合，并將集合中最大項作為該待測像素雜波值；目標檢測模塊從視頻信號檢測出全部點跡；點跡凝聚模塊采用密度噪聲應用空間聚類分辨簇狀目標和噪聲，點跡凝聚反饋輸出2?D雜波圖更新模塊；航跡管理模塊根據(jù)點跡進行航跡起始、追蹤與釋放的管理。該系統(tǒng)協(xié)助機場地情人員管控機場跑道，防止可能的碰撞或入侵。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及雷達信號處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種場面監(jiān)視雷達信號處理系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

機場場面監(jiān)視雷達是民用空管的核心組成部門，主要用于機場場面的靜動目標檢測，實時的掌控機場場面交通運行情況。該雷達協(xié)助機場地情人員管控機場跑道，防止可能的碰撞或入侵。在整個場監(jiān)雷達系統(tǒng)中，信號處理技術(shù)是場監(jiān)雷達核心組成部分。

發(fā)明專利公告為CN106597411B，發(fā)明名稱為雷達信號處理方法，公開了從雷達頭接收到數(shù)據(jù)后，第一步進行靜態(tài)雜波識別，第二步進行一維恒虛警檢測(CFAR濾波)，最后進行峰值檢測輸出目標。該技術(shù)有巨大缺陷，首先不能夠識別靜態(tài)目標且沒有考慮動態(tài)雜波圖對系統(tǒng)造成的影響。

發(fā)明專利公告號為CN103472441B，發(fā)明名稱為雜波圖的雷達數(shù)據(jù)處理方法，此發(fā)明公開了雜波圖雷達的信號處理方法，包括以下步驟：步驟1雷達終端訓練以建立雜波圖，步驟2更新雜波圖，步驟3統(tǒng)計目標，并根據(jù)輸出雜波圖判定雜波圖是否更新。該方案主要有以下缺點：1.該方案直接從雜波圖輸出凝結(jié)雜波圖，此時噪聲也處于凝結(jié)狀態(tài)，導致后續(xù)虛假目標增多；2.該方案直接從第二幀雜波圖更新就開始凝結(jié)雜波圖，此時雜波圖還未收斂，而機場環(huán)境極為復雜，此時凝結(jié)并不能達到凝結(jié)效果。

申請?zhí)枮?01911263498.X的發(fā)明專利申請，名稱為基于復雜雜波背景下的場面監(jiān)視雷達的信號處理方法，公開了將回波數(shù)據(jù)傳統(tǒng)到圖像檢測通道與MTD通道；MTD通道進行AMTD濾波；圖像檢測通道負責更新背景圖像。然后一起建立精細化雜波圖進行恒虛警檢測。該方案利用MTD技術(shù)并不能有效檢測靜態(tài)目標，當發(fā)生雨雪干擾時圖像檢測背景圖片并不能有效實施。

傳統(tǒng)場監(jiān)雷達信號處理方案中并未對整體流程明確界定，并伴隨有以下缺陷：

雷達視頻信號無補償：雷達采集原始信號常發(fā)生失幀現(xiàn)象，若無補償，則會直接影響雜波圖更新模塊輸出結(jié)果，導致小目標丟失、失幀處計算雜波值小于真實雜波值等諸多問題，進而導致假目標增多。

環(huán)境噪聲無特殊處理：機場噪聲往往服從高斯、韋伯或拉普拉斯分布，該類噪聲最大的特點是非連續(xù)性。而傳統(tǒng)的處理技術(shù)并未考慮該類噪聲，所以在后續(xù)處理后，呈現(xiàn)出若干虛假目標。

雨雪雜波干擾：傳統(tǒng)方案對機場雨雪雜波未有專門的處理模塊，雨雪雜波屬于強環(huán)境雜波。電磁波受到雨雪干擾會發(fā)生畸變，進而對目標檢測產(chǎn)生遮蔽效應。因此，急需一種在濾除雨雪雜波時，又能對場景進行反演的信號處理方案。

近程雷達強雜波干擾：近程雷達回波強度高并多變，常被誤判為一個“固定”的目標點，傳統(tǒng)方案中針對該類雜波并未作處理。

雜波圖輸出值小于真實雜波值：傳統(tǒng)的雜波圖計算中，往往取距離平均或極值作為雜波值。而機場場面屬于二維平面，若只進行距離維分析，則雜波圖輸出往往小于真實值。并且傳統(tǒng)雜波圖計算并未加入保護間隔，這可能將連續(xù)大型目標誤認為是雜波，導致檢測出的目標幅度降低。

靜態(tài)目標丟失：傳統(tǒng)方案經(jīng)過雜波圖后僅能夠識別出移動目標，但喪失了對靜態(tài)、慢速目標的探測能力，在傳統(tǒng)方案中靜態(tài)、慢速目標被誤當作雜波進行濾除。