[發(fā)明專利]一種部分均勻環(huán)境中存在干擾時(shí)的擴(kuò)展目標(biāo)檢測(cè)器與系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110376536.3
• 申請(qǐng)日: 2021-04-08
• 公開（公告）號(hào): CN112799043B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉維建;杜慶磊;李檳檳;周必雷;陳輝;王永良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍空軍預(yù)警學(xué)院
• 主分類號(hào): G01S13/04
• 分類號(hào): G01S13/04;G06K9/62;G06F17/16
• 代理公司: 佛山卓就專利代理事務(wù)所(普通合伙) 44490
• 代理人: 陳雪梅

1.一種部分均勻環(huán)境中存在干擾時(shí)的擴(kuò)展目標(biāo)檢測(cè)器，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：構(gòu)造待檢測(cè)數(shù)據(jù)矩陣、訓(xùn)練樣本矩陣、信號(hào)矩陣和干擾矩陣；

步驟2：根據(jù)所述訓(xùn)練樣本矩陣構(gòu)造采樣協(xié)方差矩陣；

步驟3：根據(jù)所述采樣協(xié)方差矩陣構(gòu)造白化矩陣；

步驟4：根據(jù)所述白化矩陣對(duì)信號(hào)矩陣、干擾矩陣和待檢測(cè)數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行白化；

步驟5：根據(jù)所述白化后的待檢測(cè)數(shù)據(jù)矩陣、白化后的信號(hào)矩陣和白化后的干擾矩陣構(gòu)造厄米特矩陣，并計(jì)算該矩陣的跡；

步驟6：求解協(xié)方差矩陣失配量；

步驟7：根據(jù)所述厄米特矩陣的跡和所述協(xié)方差矩陣失配量構(gòu)造檢測(cè)統(tǒng)計(jì)量；

步驟8：根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的虛警概率及所述的檢測(cè)統(tǒng)計(jì)量確定檢測(cè)門限；

步驟9：比較所述檢測(cè)統(tǒng)計(jì)量與所述檢測(cè)門限的大小，并判決目標(biāo)是否存在；

所述步驟1中，構(gòu)造的信號(hào)矩陣、干擾矩陣、待檢測(cè)數(shù)據(jù)矩陣和訓(xùn)練樣本矩陣可分別表示為、、和,四者的數(shù)據(jù)維數(shù)分別為、、和，表示系統(tǒng)維數(shù)，也就是待檢測(cè)數(shù)據(jù)矩陣的行數(shù)，表示信號(hào)矩陣的列數(shù)，表示干擾矩陣的列數(shù)，表示待檢測(cè)數(shù)據(jù)矩陣的列數(shù)，表示訓(xùn)練樣本的個(gè)數(shù)，也就是訓(xùn)練樣本矩陣的列數(shù)；

所述步驟5中，根據(jù)所述白化后的待檢測(cè)數(shù)據(jù)矩陣、白化后的信號(hào)矩陣和白化后的干擾矩陣構(gòu)造的厄米特矩陣為

其中，，為維單位矩陣，上標(biāo)表示矩陣的逆；根據(jù)平方根矩陣對(duì)信號(hào)矩陣進(jìn)行白化處理；根據(jù)平方根矩陣對(duì)干擾矩陣進(jìn)行白化處理；根據(jù)平方根矩陣對(duì)待檢測(cè)數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行白化處理；

所述步驟6中，協(xié)方差矩陣失配量通過(guò)求解下述方程得到

其中，為未知量，表示協(xié)方差矩陣失配量，為和中較小的一個(gè)，為矩陣的第個(gè)非零特征值，，的取值為1、2、……、。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種部分均勻環(huán)境中存在干擾時(shí)的擴(kuò)展目標(biāo)檢測(cè)器，其特征在于：所述步驟2中，根據(jù)所述訓(xùn)練樣本構(gòu)造的采樣協(xié)方差矩陣為

其中，上標(biāo)表示共軛轉(zhuǎn)置。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種部分均勻環(huán)境中存在干擾時(shí)的擴(kuò)展目標(biāo)檢測(cè)器，其特征在于：所述步驟3中，根據(jù)所述采樣協(xié)方差矩陣構(gòu)造的白化矩陣為

其中，為采樣協(xié)方差矩陣的特征值分解，為的特征矩陣，為對(duì)角矩陣，為的個(gè)特征值，。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種部分均勻環(huán)境中存在干擾時(shí)的擴(kuò)展目標(biāo)檢測(cè)器，其特征在于：所述步驟4中，根據(jù)所述平方根矩陣對(duì)信號(hào)矩陣、干擾矩陣和待檢測(cè)數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行白化處理分別通過(guò)下面3個(gè)等式實(shí)現(xiàn)

和

。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種部分均勻環(huán)境中存在干擾時(shí)的擴(kuò)展目標(biāo)檢測(cè)器，其特征在于：所述步驟7中，根據(jù)所述厄米特矩陣的跡和所述協(xié)方差矩陣失配量構(gòu)造檢測(cè)統(tǒng)計(jì)量為

其中，符號(hào)表示矩陣的跡。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種部分均勻環(huán)境中存在干擾時(shí)的擴(kuò)展目標(biāo)檢測(cè)器，其特征在于：所述步驟8中，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的虛警概率及所述的檢測(cè)統(tǒng)計(jì)量確定檢測(cè)門限通過(guò)下式實(shí)現(xiàn)

式中，，為蒙特卡洛仿真次數(shù)，為系統(tǒng)設(shè)定的虛警概率值，為取整操作，為序列由大到小排列第個(gè)最大值，

，，為采樣協(xié)方差矩陣第次實(shí)現(xiàn)的特征值分解，為僅含干擾和噪聲分量的待檢測(cè)數(shù)據(jù)矩陣的第次實(shí)現(xiàn)，，

，，。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種部分均勻環(huán)境中存在干擾時(shí)的擴(kuò)展目標(biāo)檢測(cè)器，其特征在于：所述步驟9中,比較所述檢測(cè)統(tǒng)計(jì)量與所述檢測(cè)門限的大小，并判決目標(biāo)是否存在，分下述兩種情況進(jìn)行判定：

若檢測(cè)統(tǒng)計(jì)量大于等于檢測(cè)門限，則判定目標(biāo)存在；

若檢測(cè)統(tǒng)計(jì)量小于檢測(cè)門限，則判定目標(biāo)不存在。

8.一種部分均勻環(huán)境中存在干擾時(shí)的擴(kuò)展目標(biāo)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：包括以下模塊：

數(shù)據(jù)矩陣構(gòu)造模塊，用于構(gòu)造待檢測(cè)數(shù)據(jù)矩陣、訓(xùn)練樣本矩陣、干擾矩陣和信號(hào)矩陣；

采樣協(xié)方差矩陣構(gòu)造模塊，用于利用訓(xùn)練樣本構(gòu)造采樣協(xié)方差矩陣；

白化矩陣構(gòu)造模塊，用于利用采樣協(xié)方差矩陣構(gòu)造白化矩陣；

數(shù)據(jù)白化模塊，用于利用白化矩陣對(duì)待檢測(cè)數(shù)據(jù)矩陣、信號(hào)矩陣和干擾矩陣進(jìn)行白化處理；

厄米特矩陣構(gòu)造及跡計(jì)算模塊，用于利用白化后的數(shù)據(jù)矩陣構(gòu)造厄米特矩陣并求該矩陣的跡；

協(xié)方差矩陣失配量計(jì)算模塊，用于計(jì)算協(xié)方差矩陣的失配量；

檢測(cè)統(tǒng)計(jì)量構(gòu)造模塊，用于利用厄米特矩陣的跡和協(xié)方差矩陣失配量構(gòu)造檢測(cè)統(tǒng)計(jì)量；

檢測(cè)門限確定模塊，用于根據(jù)檢測(cè)統(tǒng)計(jì)量和系統(tǒng)設(shè)定的虛警概率值確定檢測(cè)門限；

目標(biāo)判決模塊，用于比較檢測(cè)統(tǒng)計(jì)量與檢測(cè)門限的大小，并做出目標(biāo)是否存在的判決。