CN103645467B - 海杂波抑制以及海杂波背景中目标检测的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海杂波抑制以及海杂波背景中目标检测的方法和系统，所述海杂波抑制方法包括：对于海面搜索雷达实测的一维距离像的历程图进行二维傅里叶变换后得到实测时空色散关系，并从中提取出实测速度项参数；根据实测速度项参数与本征速度项参数之间的线性关系，确定实测速度项参数所对应的本征速度项参数，并确定基于本征速度项参数的海杂波的本征时空色散关系；利用确定出的本征时空色散关系进行重构得到估计的海杂波一维距离像的历程图；将实测的一维距离像的历程图的图像数据减去估计的海杂波一维距离像的历程图的图像数据，得到抑制海杂波的一维距离像的历程图的图像数据。从而，更好地抑制海杂波，提高海杂波背景中目标检测的准确性。

Description

海杂波抑制以及海杂波背景中目标检测的方法和系统

技术领域

本发明涉及雷达技术，尤其涉及一种海杂波抑制以及海杂波背景中目标检测的方法和系统。

背景技术

雷达是利用电磁波探测目标的电子设备，其通过发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位、高度等信息。

当雷达探测目标时，雷达接收的不仅有目标的回波，而且叠加有不需要的被照射区域的回波，这部分回波在雷达术语里被称为杂波；当雷达探测位于海面的目标时，来自海面的回波，即海杂波，会影响对海面的目标的检测。

英国学者K.D.Ward等人对凝视体制的岸基对海观测雷达实测的空-时图像进行虚拟数值目标检测，发现使用海杂波的本征时空色散关系对图像中包含的重力波-摩擦风速时空色散关系进行空-时海杂波消除后，能够抑制图像中的海杂波，从而提高目标正确检测概率。

然而，本发明的发明人发现，现有的海面目标检测方法并不适用于装备于移动雷达照射平台上的海面搜索雷达对目标的检测，原因在于：海面搜索雷达的移动会在实测的空-时图像中引入多普勒频移，使得海面搜索雷达实测的空-时图像与凝视体制的岸基对海观测雷达实测的空-时图像中包含的时空色散关系有较大偏差，使用海杂波的本征时空色散关系对图像中包含的时空色散关系进行空-时海杂波消除就不能具有较佳效果，不能准确检测目标。因此，有必要提供一种应用于海面搜索雷达的、海杂波抑制效果更好的海杂波背景中目标检测的方法。

发明内容

本发明实施例提供了一种海杂波抑制以及海杂波背景中目标检测方法和系统，用以更好地抑制海杂波，并提高海杂波背景中目标检测的准确性。

根据本发明的一个方面，提供了一种海杂波抑制方法，包括：

对于海面搜索雷达实测的一维距离像的历程图进行二维傅里叶变换后得到实测时空色散关系，并从所述实测时空色散关系中提取出实测速度项参数；

根据预先存储的实测速度项参数与本征速度项参数之间的线性关系，确定提取出的实测速度项参数所对应的本征速度项参数，进而确定出基于所述本征速度项参数的海杂波的本征时空色散关系；

利用确定出的本征时空色散关系进行重构得到估计的海杂波一维距离像的历程图；

将所述实测的一维距离像的历程图的图像数据减去估计的海杂波一维距离像的历程图的图像数据，得到抑制海杂波的一维距离像的历程图的图像数据。

其中，所述预先存储的实测速度项参数与本征速度项参数之间的线性关系具体如公式1所示：

$v_{Measure}=v+v_{Scan}-v/g/v_{Scan}^{1/6}$ (公式1)

其中，v_Measure表示实测速度项参数，v表示本征速度项参数，v_Scan为所述海面搜索雷达的扫描速度，g为重力加速度。

较佳地，所述对于海面搜索雷达实测的一维距离像的历程图进行二维傅里叶变换后得到海杂波的实测时空色散关系，并从所述实测时空色散关系中提取出实测速度项参数，具体包括：

对于海面搜索雷达实测的一维距离像的历程图进行二维傅里叶变换后得到反映海杂波的实测时空色散关系的二维频谱图；对所述二维频谱图进行最小二乘法拟合得到实测时空色散关系参数的实测速度项参数。

较佳地，所述确定出基于所述本征速度项参数的海杂波的本征时空色散关系，具体为：

基于确定出的本征速度项参数v，确定出如下公式2所示的海杂波的本征时空色散关系：

$\mathrm{\ω}\left(k\right)=kv\±\sqrt{kg}+o\left(k^2\right)$ (公式2)

其中，ω为海面电磁散射场的时间频率，k为海面电磁散射场的空间频率，o(k²)为高阶噪声项；以及

所述利用确定出的本征时空色散关系进行重构得到估计的海杂波一维距离像的历程图，具体包括：

以所述实测的一维距离像的历程图的初始距离像作为所述估计的海杂波一维距离像的历程图的初始距离像后，利用所述本征时空色散关系进行重构得到估计的海杂波一维距离像的历程图。

或者，所述实测速度项参数与本征速度项参数之间的线性关系是根据如下方法得到的：

在不同的本征速度项参数，以及所述海面搜索雷达的不同的扫描速度的条件下仿真出所述海面搜索雷达实测的一维距离像的历程图；

对于每个仿真出的一维距离像的历程图，根据该仿真出的一维距离像的历程图确定出仿真的实测时空色散关系，并从所述仿真的实测时空色散关系中提取出仿真的实测速度项参数；

对所述不同的本征速度项参数下仿真出的一维距离像的历程图所得到的仿真的实测速度项参数进行最小二乘法拟合，得到拟合的实测速度项参数-本征速度项参数曲线；

根据拟合的实测速度项参数-本征速度项参数曲线，确定出所述实测速度项参数与本征速度项参数之间的线性关系。

较佳地，所述在不同的本征速度项参数，以及所述海面搜索雷达的不同的扫描速度的条件下仿真出所述海面搜索雷达实测的一维距离像的历程图，具体包括：

对于本征速度项参数为v，所述海面搜索雷达的扫描速度为v_Scan的条件下仿真出所述海面搜索雷达实测的一维距离像的历程图，具体为：

根据海面电磁散射场的幅度概率密度特性PDF和功率谱生成一维K分布杂波距离像作为初始距离像；

根据如下公式3对所述初始距离像进行时间维扩展：

$P(r,t+\mathrm{\Δ}t)=(1/2\mathrm{\π})\∫\exp (-\mathrm{ikr}+i\mathrm{\ω}\left(k\right)\mathrm{\Δ}t)\tilde{P}(k,t)dk$ (公式3)

其中，P(r,t)表示距离为r的t时刻的所述初始距离像中的海面电磁散射场的强度，Δt为时间分辨单元的长度，P(r,t+Δt)表示距离为r的t+Δt时刻的海面电磁散射场的强度，ω(k)表示基于v的海杂波的本征时空色散关系，表示t时刻的所述初始距离像的傅里叶频谱；k为所述海面电磁散射场的空间频率；并

根据如下公式4对所述初始距离像进行空间维扩展：

$P(r+\mathrm{\Δ}r,t)=(1/2\mathrm{\π})\∫\exp (-ikr+ik\mathrm{\Δ}r)\tilde{P}(k,t)dk$ (公式4)

其中，P(r,t)表示距离为r的t时刻的所述初始距离像中的海面电磁散射场的强度，Δr为距离分辨单元的长度，P(r+Δr,t)表示距离为r+Δr的t时刻的海面电磁散射场的强度，表示t时刻的所述初始距离像的傅里叶频谱；k为所述海面电磁散射场的空间频率；从而得到本征速度项参数为v，所述海面搜索雷达的扫描速度为v_Scan的条件下仿真出的所述海面搜索雷达实测的一维距离像的历程图。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种海杂波背景中目标检测方法，包括：

对于海面搜索雷达实测的一维距离像的历程图，根据上述的海杂波抑制方法得到抑制海杂波的一维距离像的历程图；

对得到的抑制海杂波的一维距离像的历程图进行CFAR目标检测。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种海杂波抑制系统，包括：

实测速度项参数提取模块，用于对于海面搜索雷达实测的一维距离像的历程图进行二维傅里叶变换后得到实测时空色散关系，并从所述实测时空色散关系中提取出实测速度项参数；

本征时空色散关系确定模块，用于根据预先存储的实测速度项参数与本征速度项参数之间的线性关系，确定所述实测速度项参数提取模块提取出的实测速度项参数所对应的本征速度项参数，进而确定出基于所述本征速度项参数的海杂波的本征时空色散关系；

历程图重构模块，用于利用所述本征时空色散关系确定模块确定出的本征时空色散关系进行重构得到估计的海杂波一维距离像的历程图后，将所述实测的一维距离像的历程图的图像数据减去估计的海杂波一维距离像的历程图的图像数据，得到抑制海杂波的一维距离像的历程图的图像数据。

进一步，所述海杂波抑制系统还包括：

仿真模块，用于针对不同的本征速度项参数，以及所述海面搜索雷达的不同的扫描速度仿真出所述海面搜索雷达实测的一维距离像的历程图；对于每个仿真出的一维距离像的历程图，根据该仿真出的一维距离像的历程图确定出仿真的实测时空色散关系，从所述仿真的实测时空色散关系中提取出仿真的实测速度项参数；根据不同的本征速度项参数下仿真出的一维距离像的历程图所得到的仿真的实测速度项参数，确定出所述实测速度项参数与本征速度项参数之间的线性关系。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种海杂波背景中目标检测系统，包括：

上述的海杂波抑制系统；

目标检测模块，用于对所述海杂波抑制系统得到的抑制海杂波的一维距离像的历程图进行CFAR目标检测。

本发明实施例的技术方案中，对于海面搜索雷达实测的一维距离像的历程图进行二维傅里叶变换后得到实测时空色散关系，从实测时空色散关系中提取出实测速度项参数；根据实测速度项参数与本征速度项参数之间的线性关系，确定提取出的实测速度项参数所对应的本征速度项参数，进而确定出海杂波的本征时空色散关系；利用海杂波的本征时空色散关系进行重构可以得到估计的海杂波一维距离像的历程图；这样，将实测的一维距离像的历程图的图像数据减去估计的海杂波一维距离像的历程图的图像数据，便可得到抑制海杂波的一维距离像的历程图的图像数据。从而，达到了更好地抑制一维距离像的历程图中的海杂波的效果，并因此提高了海杂波背景中目标检测的准确性。

附图说明

图1为本发明实施例的海杂波抑制方法的流程图；

图2a为本发明实施例的实测的一维距离像的历程图；

图2b为本发明实施例的估计的海杂波一维距离像的历程图；

图2c为本发明实施例的实测的一维距离像的历程图的二维频谱图；

图2d为本发明实施例的抑制海杂波的一维距离像的历程图；

图3为本发明实施例的基于仿真的确定实测速度项参数与本征速度项参数之间的线性关系的方法流程图；

图4a为本发明实施例的移动雷达照射平台的飞行速度为50m/s时的实测速度项参数-本征速度项参数曲线图；

图4b为本发明实施例的移动雷达照射平台的飞行速度为5m/s时的实测速度项参数-本征速度项参数曲线图；

图5为本发明实施例的仿真出海面搜索雷达实测的一维距离像的历程图的方法流程图；

图6为本发明实施例的海杂波背景中目标检测方法的流程图；

图7为本发明实施例的抑制海杂波前、后得到的检测概率的对比结果图；

图8为本发明实施例的海杂波抑制系统的内部结构框图；

图9为本发明实施例的海杂波背景中目标检测系统的内部结构框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。

本申请使用的“模块”、“系统”等术语旨在包括与计算机相关的实体，例如但不限于硬件、固件、软硬件组合、软件或者执行中的软件。例如，模块可以是，但并不仅限于：处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行程序、执行的线程、程序和/或计算机。举例来说，计算设备上运行的应用程序和此计算设备都可以是模块。一个或多个模块可以位于执行中的一个进程和/或线程内。

本发明的发明人通过理论研究，以及实验方法发现，海面搜索雷达的实测的空-时图像(即一维距离像的历程图)中的时空色散关系的色散关系参数，与海杂波的本征时空色散关系的色散关系参数之间具有线性关系；换言之，通过该线性关系，可以计算出实测的空-时图像中的时空色散关系的色散关系参数所对应的海杂波的本征时空色散关系的色散关系参数，进而根据计算出的海杂波的本征时空色散关系的色散关系参数重构海杂波，以达到较好地抑制实测的空-时图像中的海杂波的效果，从而提高海杂波背景中目标检测的准确性。

下面结合附图详细说明本发明的技术方案。本发明实施例提供的海杂波抑制方法的流程图，如图1所示，具体包括如下步骤：

S101：对于海面搜索雷达实测的一维距离像的历程图进行二维傅里叶变换后得到实测时空色散关系，并从实测时空色散关系中提取出实测速度项参数。

具体地，对于海面搜索雷达实测的一维距离像的历程图(如图2a所示)进行二维傅里叶变换后，得到反映海杂波的实测时空色散关系的二维频谱图(如图2c所示)；对二维频谱图进行最小二乘法拟合得到实测时空色散关系参数的实测速度项参数。

S102：根据预先存储的实测速度项参数与本征速度项参数之间的线性关系，确定提取出的实测速度项参数所对应的本征速度项参数，进而确定出基于本征速度项参数的海杂波的本征时空色散关系。

具体地，预先存储的实测速度项参数与本征速度项参数之间的线性关系具体如公式1所示：

$v_{Measure}=v+v_{Scan}-v/g/v_{Scan}^{1/6}$ (公式1)

其中，v_Measure表示实测速度项参数，v表示本征速度项参数，v_Scan为海面搜索雷达的扫描速度，g为重力加速度；表示重力波与本征速度项参数之间的相互作用项，其与海面搜索雷达的扫描速度v_Scan的1/6次方成反比关系。

而且，根据公式1，确定出提取出的实测速度项参数所对应的本征速度项参数后，进而确定出基于本征速度项参数的海杂波的本征时空色散关系，具体可以为：

基于根据公式1确定出的本征速度项参数v，确定出如下公式2所示的海杂波的本征时空色散关系：

$\mathrm{\ω}\left(k\right)=kv\±\sqrt{kg}+o\left(k^2\right)$ (公式2)

其中，ω为海面电磁散射场的时间频率，k为海面电磁散射场的空间频率，o(k²)为高阶噪声项。“+”号表示朝向海面搜索雷达运动的海杂波的波浪成分；“-”号表示远离海面搜索雷达运动的海杂波的波浪成分。

S103：利用确定出的本征时空色散关系进行重构得到估计的海杂波一维距离像的历程图。

具体地，以实测的一维距离像的历程图的初始距离像作为估计的海杂波一维距离像的历程图的初始距离像后，利用本征时空色散关系进行重构得到估计的海杂波一维距离像的历程图。对本征时空色散关系进行逆傅里叶变换重构历程图的方法为本领域技术人员所熟知，此处不再赘述。如图2b所示，估计的海杂波一维距离像的历程图保留了实测的一维距离像的历程图(如图2a所示)的主要波动成分。

S104：将实测的一维距离像的历程图的图像数据减去估计的海杂波一维距离像的历程图的图像数据，得到抑制海杂波的一维距离像的历程图的图像数据。

例如，图2d示出了在本步骤中得到的抑制海杂波的一维距离像的历程图，从图2d中可以看出，抑制海杂波的一维距离像的历程图中的杂波能量出现了明显减弱。

上述的实测速度项参数与本征速度项参数之间的线性关系，可以是通过大量的不同的本征速度项参数，以及所述海面搜索雷达的不同的扫描速度的条件下海面搜索雷达实测的一维距离像的历程图进行统计、总结规律后得出的；然而，这种经验的获得需要耗费大量的成本，而且受到自然条件的限制。

因此，本发明的技术方案中还提供了一种基于仿真的方法来确定实测速度项参数与本征速度项参数之间的线性关系，大大降低成本，并且不受自然条件的限制。具体地，本发明提供的基于仿真的确定实测速度项参数与本征速度项参数之间的线性关系的方法的流程如图3所示，具体包括如下步骤：

S301：在不同的本征速度项参数，以及海面搜索雷达的不同的扫描速度的条件下仿真出海面搜索雷达实测的一维距离像的历程图。

具体地，可根据如下图5所示的方法，在不同的本征速度项参数，以及海面搜索雷达的不同的扫描速度的条件下仿真出海面搜索雷达实测的一维距离像的历程图。

S302：对于每个仿真出的一维距离像的历程图，根据该仿真出的一维距离像的历程图确定出仿真的实测时空色散关系，并从仿真的实测时空色散关系中提取出仿真的实测速度项参数。

S303：根据不同的本征速度项参数下仿真出的一维距离像的历程图所得到的仿真的实测速度项参数，确定出实测速度项参数与本征速度项参数之间的线性关系。

具体地，对不同的本征速度项参数下仿真出的一维距离像的历程图所得到的仿真的实测速度项参数进行最小二乘法拟合，得到拟合的实测速度项参数-本征速度项参数曲线；根据拟合的实测速度项参数-本征速度项参数曲线，确定出所述实测速度项参数与本征速度项参数之间的线性关系。

例如，图4a示出了移动雷达照射平台的飞行速度(即海面搜索雷达的移动速度)为50m/s时仿真得到的实测速度项参数-本征速度项参数曲线和理论预期的的实测速度项参数-本征速度项参数曲线。图4b示出了移动雷达照射平台的飞行速度为5m/s时仿真得到的实测速度项参数-本征速度项参数曲线和理论预期的的实测速度项参数-本征速度项参数曲线。

其中，在上述步骤S301中，对于本征速度项参数为v，海面搜索雷达的扫描速度为v_Scan的条件下仿真出海面搜索雷达实测的一维距离像的历程图的方法的流程，可以如图5所示，具体包括如下步骤：

S501：根据海面电磁散射场的幅度概率密度特性PDF和功率谱生成一维K分布杂波距离像作为初始距离像。

具体地，可以基于反映雷达海杂波的K-分布杂波模型，根据海面电磁散射场的幅度概率密度特性PDF(ProbabilityDdensityFunction)和功率谱生成一维K分布杂波距离像作为初始距离像。

S502：依据基于v的海杂波的本征时空色散关系对初始距离像进行时间维扩展。

具体地，根据如下公式3对初始距离像进行时间维扩展：

$P(r,t+\mathrm{\Δ}t)=(1/2\mathrm{\π})\∫\exp (-ikr+i\mathrm{\ω}\left(k\right)\mathrm{\Δ}t)\tilde{P}(k,t)dk$ (公式3)

其中，P(r,t)表示距离为r的t时刻的初始距离像中的海面电磁散射场的强度，Δt为时间分辨单元的长度，即时间分辨率，P(r,t+Δt)表示距离为r的t+Δt时刻的海面电磁散射场的强度，ω(k)表示基于v的海杂波的本征时空色散关系，表示t时刻的初始距离像的傅里叶频谱；k为海面电磁散射场的空间频率。

S503：依据v_Scan对经过时间维扩展后得到的时-空序列进行空间维扩展。

根据如下公式4对所述初始时空距离像进行空间维扩展：

$P(r+\mathrm{\Δ}r,t)=(1/2\mathrm{\π})\∫\exp (-ikr+ik\mathrm{\Δ}r)\tilde{P}(k,t)dk$ (公式4)

其中，P(r,t)表示距离为r的t时刻的初始距离像中的海面电磁散射场的强度，Δr为距离分辨单元的长度，即距离分辨率，P(r+Δr,t)表示距离为r+Δr的t时刻的海面电磁散射场的强度，表示t时刻的初始距离像的傅里叶频谱；k为海面电磁散射场的空间频率。

从而，根据上述步骤S501～S503，得到了本征速度项参数为v，海面搜索雷达的扫描速度为v_Scan的条件下仿真出的海面搜索雷达实测的一维距离像的历程图。

基于上述的海杂波抑制方法，本发明实施例提供的海杂波背景中目标检测方法的流程如图6所示，具体包括如下步骤：

S601：对于海面搜索雷达实测的一维距离像的历程图，得到抑制海杂波的一维距离像的历程图。

具体地，对于海面搜索雷达实测的一维距离像的历程图，可以根据上述的海杂波抑制方法来得到抑制海杂波的一维距离像的历程图。

S602：对得到的抑制海杂波的一维距离像的历程图进行CFAR目标检测。

具体地，对于得到的抑制海杂波的一维距离像的历程图，根据CFAR(ConstantFalseAlarmRates，恒虚警率)处理方法进行CFAR目标检测。

例如，分别对抑制海杂波前的实测的一维距离像的历程图，以及抑制海杂波的一维距离像的历程图进行CFAR目标检测，在SCR(SignaltoClutterRatio，信噪比)值为2的条件下，得到的检测结果的对比图如图7所示；其中，横坐标为虚警概率(PFA，ProbabilityofFalseAlarm)，纵坐标为检测概率(ProbabilityofDetection)；从图7可以看出，抑制海杂波后的检测概率ROC曲线(ReceiverOperatingCharacteeristicCurve，受试者工作特征曲线)相比于抑制海杂波前的ROC曲线出现了明显上升，也就是，本发明的通过抑制海杂波的方式来进行海杂波背景中目标检测的方法提高了目标检测的准确率。

基于上述的海杂波抑制方法，本发明实施例提供的海杂波抑制系统的内部结构框图，如图8所示，具体包括：实测速度项参数提取模块801、本征时空色散关系确定模块802和历程图重构模块803。

实测速度项参数提取模块801用于对于海面搜索雷达实测的一维距离像的历程图进行二维傅里叶变换后得到实测时空色散关系，并从实测时空色散关系中提取出实测速度项参数。

本征时空色散关系确定模块802用于根据预先存储的实测速度项参数与本征速度项参数之间的线性关系，确定实测速度项参数提取模块801提取出的实测速度项参数所对应的本征速度项参数，进而确定出基于本征速度项参数的海杂波的本征时空色散关系。

历程图重构模块803用于利用本征时空色散关系确定模块802确定出的本征时空色散关系进行重构得到估计的海杂波一维距离像的历程图后，将实测的一维距离像的历程图的图像数据减去估计的海杂波一维距离像的历程图的图像数据，得到抑制海杂波的一维距离像的历程图的图像数据。

进一步，上述的海杂波抑制系统，还可包括：仿真模块804。

仿真模块804用于针对不同的本征速度项参数，以及海面搜索雷达的不同的扫描速度仿真出海面搜索雷达实测的一维距离像的历程图；对于每个仿真出的一维距离像的历程图，根据该仿真出的一维距离像的历程图确定出仿真的实测时空色散关系，并从仿真的实测时空色散关系中提取出仿真的实测速度项参数；根据不同的本征速度项参数下仿真出的一维距离像的历程图所得到的仿真的实测速度项参数，确定出实测速度项参数与本征速度项参数之间的线性关系。

基于上述的海杂波背景中目标检测方法，本发明提供的海杂波背景中目标检测系统的内部结构框图，如图9所示，具体包括：海杂波抑制系统中的实测速度项参数提取模块801、本征时空色散关系确定模块802和历程图重构模块803，以及目标检测模块901。

其中，目标检测模块901用于对海杂波抑制系统中的历程图重构模块803得到的抑制海杂波的一维距离像的历程图进行CFAR目标检测。

进一步，上述的海杂波背景中目标检测系统，还可包括：海杂波抑制系统中的仿真模块804。

本发明的技术方案中，对于海面搜索雷达实测的一维距离像的历程图进行二维傅里叶变换后得到实测时空色散关系，从实测时空色散关系中提取出实测速度项参数；根据实测速度项参数与本征速度项参数之间的线性关系，确定提取出的实测速度项参数所对应的本征速度项参数，进而确定出海杂波的本征时空色散关系；利用海杂波的本征时空色散关系进行重构可以得到估计的海杂波一维距离像的历程图；这样，将实测的一维距离像的历程图的图像数据减去估计的海杂波一维距离像的历程图的图像数据，便可得到抑制海杂波的一维距离像的历程图的图像数据。从而，达到了更好地抑制一维距离像的历程图中的海杂波的效果，并因此提高了海杂波背景中目标检测的准确性。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种海杂波抑制方法，其特征在于，包括：

对于海面搜索雷达实测的一维距离像的历程图进行二维傅里叶变换后得到实测时空色散关系，并从所述实测时空色散关系中提取出实测速度项参数；

根据预先存储的实测速度项参数与本征速度项参数之间的线性关系，确定提取出的实测速度项参数所对应的本征速度项参数，进而确定出基于所述本征速度项参数的海杂波的本征时空色散关系；

利用确定出的本征时空色散关系进行重构得到估计的海杂波一维距离像的历程图；

将所述实测的一维距离像的历程图的图像数据减去估计的海杂波一维距离像的历程图的图像数据，得到抑制海杂波的一维距离像的历程图的图像数据。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预先存储的实测速度项参数与本征速度项参数之间的线性关系具体如公式1所示：

$v_{Measure}=v+v_{Scan}-v/g/v_{Scan}^{1/6}$ (公式1)

其中，v_Measure表示实测速度项参数，v表示本征速度项参数，v_Scan为所述海面搜索雷达的扫描速度，g为重力加速度。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述对于海面搜索雷达实测的一维距离像的历程图进行二维傅里叶变换后得到海杂波的实测时空色散关系，并从所述实测时空色散关系中提取出实测速度项参数，具体包括：

对于海面搜索雷达实测的一维距离像的历程图进行二维傅里叶变换后得到反映海杂波的实测时空色散关系的二维频谱图；对所述二维频谱图进行最小二乘法拟合得到实测时空色散关系参数的实测速度项参数。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述确定出基于所述本征速度项参数的海杂波的本征时空色散关系，具体为：

基于确定出的本征速度项参数v，确定出如下公式2所示的海杂波的本征时空色散关系：

$\mathrm{\ω}\left(k\right)=kv\±\sqrt{kg}+o\left(k^2\right)$ (公式2)

其中，ω为海面电磁散射场的时间频率，k为海面电磁散射场的空间频率，o(k²)为高阶噪声项；“+”号表示朝向海面搜索雷达运动的海杂波的波浪成分；“-”号表示远离海面搜索雷达运动的海杂波的波浪成分；以及

所述利用确定出的本征时空色散关系进行重构得到估计的海杂波一维距离像的历程图，具体包括：

以所述实测的一维距离像的历程图的初始距离像作为所述估计的海杂波一维距离像的历程图的初始距离像后，利用所述本征时空色散关系进行重构得到估计的海杂波一维距离像的历程图。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述实测速度项参数与本征速度项参数之间的线性关系是根据如下方法得到的：

在不同的本征速度项参数，以及所述海面搜索雷达的不同的扫描速度的条件下仿真出所述海面搜索雷达实测的一维距离像的历程图；

对于每个仿真出的一维距离像的历程图，根据该仿真出的一维距离像的历程图确定出仿真的实测时空色散关系，并从所述仿真的实测时空色散关系中提取出仿真的实测速度项参数；

对所述不同的本征速度项参数下仿真出的一维距离像的历程图所得到的仿真的实测速度项参数进行最小二乘法拟合，得到拟合的实测速度项参数-本征速度项参数曲线；

根据拟合的实测速度项参数-本征速度项参数曲线，确定出所述实测速度项参数与本征速度项参数之间的线性关系。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述在不同的本征速度项参数，以及所述海面搜索雷达的不同的扫描速度的条件下仿真出所述海面搜索雷达实测的一维距离像的历程图，具体包括：

对于本征速度项参数为v，所述海面搜索雷达的扫描速度为v_Scan的条件下仿真出所述海面搜索雷达实测的一维距离像的历程图，具体为：

根据海面电磁散射场的幅度概率密度特性PDF和功率谱生成一维K分布杂波距离像作为初始距离像；

根据如下公式3对所述初始距离像进行时间维扩展：

$P(r,t+\mathrm{\Δ}t)=(1/2\mathrm{\π})\∫\exp (-ikr+i\mathrm{\ω}\left(k\right)\mathrm{\Δ}t)\tilde{P}(k,t)dk$ (公式3)

其中，P(r,t)表示距离为r的t时刻的所述初始距离像中的海面电磁散射场的强度，Δt为时间分辨单元的长度，P(r,t+Δt)表示距离为r的t+Δt时刻的海面电磁散射场的强度，ω(k)表示基于v的海杂波的本征时空色散关系，表示t时刻的所述初始距离像的傅里叶频谱；k为所述海面电磁散射场的空间频率；并

根据如下公式4对所述初始距离像进行空间维扩展：

$P(r+\mathrm{\Δ}r,t)=(1/2\mathrm{\π})\∫\exp (-ikr+ik\mathrm{\Δ}r)\tilde{P}(k,t)dk$ (公式4)

其中，P(r,t)表示距离为r的t时刻的所述初始距离像中的海面电磁散射场的强度，Δr为距离分辨单元的长度，P(r+Δr,t)表示距离为r+Δr的t时刻的海面电磁散射场的强度，表示t时刻的所述初始距离像的傅里叶频谱；k为所述海面电磁散射场的空间频率；从而得到本征速度项参数为v，所述海面搜索雷达的扫描速度为v_Scan的条件下仿真出的所述海面搜索雷达实测的一维距离像的历程图。

7.一种海杂波背景中目标检测方法，其特征在于，包括：

对于海面搜索雷达实测的一维距离像的历程图，根据如权利要求1-6任一所述的方法得到抑制海杂波的一维距离像的历程图；

对得到的抑制海杂波的一维距离像的历程图进行CFAR目标检测。

8.一种海杂波抑制系统，其特征在于，包括：

实测速度项参数提取模块，用于对于海面搜索雷达实测的一维距离像的历程图进行二维傅里叶变换后得到实测时空色散关系，并从所述实测时空色散关系中提取出实测速度项参数；

本征时空色散关系确定模块，用于根据预先存储的实测速度项参数与本征速度项参数之间的线性关系，确定所述实测速度项参数提取模块提取出的实测速度项参数所对应的本征速度项参数，进而确定出基于所述本征速度项参数的海杂波的本征时空色散关系；

历程图重构模块，用于利用所述本征时空色散关系确定模块确定出的本征时空色散关系进行重构得到估计的海杂波一维距离像的历程图后，将所述实测的一维距离像的历程图的图像数据减去估计的海杂波一维距离像的历程图的图像数据，得到抑制海杂波的一维距离像的历程图的图像数据。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，还包括：

仿真模块，用于针对不同的本征速度项参数，以及所述海面搜索雷达的不同的扫描速度仿真出所述海面搜索雷达实测的一维距离像的历程图；对于每个仿真出的一维距离像的历程图，根据该仿真出的一维距离像的历程图确定出仿真的实测时空色散关系，从所述仿真的实测时空色散关系中提取出仿真的实测速度项参数；根据不同的本征速度项参数下仿真出的一维距离像的历程图所得到的仿真的实测速度项参数，确定出所述实测速度项参数与本征速度项参数之间的线性关系。

10.一种海杂波背景中目标检测系统，其特征在于，包括：

如权利要求8或9所述的海杂波抑制系统；

目标检测模块，用于对所述海杂波抑制系统得到的抑制海杂波的一维距离像的历程图进行CFAR目标检测。