CN104597435A - 基于修正频域补偿和分数阶傅里叶变换的多帧相参tbd方法 - Google Patents

Abstract

一种基于修正频域补偿和分数阶傅里叶变换的多帧相参TBD方法。其在雷达接收到多帧回波数据基础上对各帧数据的方位向单元进行搜索，在每一数据帧中选择同一个方位向数据并将其他数据都做置零处理，把没有置零的数据作为目标回波数据进行处理；然后在距离频域-慢时间域内对距离走动和距离弯曲现象进行校正，使得每一帧中的目标回波数据较好地校正到一个距离单元中，接着将这个距离单元中的数据进行相位补偿，使得回波相位是相参的，最后对该距离单元中的数据进行分数阶傅里叶变换，根据分数阶傅里叶变换的结果进行恒虚警检测，从而判断目标有无，完成相应的检测。本方法能在低信噪比情况下有效地检测到空间机动目标，从而验证了本方法的有效性。

Description

基于修正频域补偿和分数阶傅里叶变换的多帧相参TBD方法

技术领域

本发明属于多帧雷达信号处理和空间机动目标检测技术领域，特别是涉及一种基于修正频域补偿和分数阶傅里叶变换的多帧相参TBD方法。

背景技术

由于天基雷达探测的空间目标具有高速和高机动运动的特点，同时空间目标距离较远且雷达对于目标的观测时间较短，这就使得目标的回波信号非常微弱。另外，由于目标的高速和高机动运动的特点，使得目标回波数据在相干积累时间内会出现距离走动和多普勒走动的现象，即目标的回波能量会分散到不同的距离单元和多普勒单元中，这就使得在回波数据中检测到微弱的目标信号变得非常困难。

针对微弱目标检测的方法有跟踪前检测方法和检测前(TBD)跟踪方法，其中跟踪前检测方法通过对雷达接收到的多帧数据进行硬决策以获取点迹，然后根据点迹获取目标的航迹，然而，硬决策造成了许多有用的微弱信息丧失，从而降低了雷达对微弱目标的检测能力。而检测前跟踪方法能够在不改变现有雷达系统硬件和结构的前提下，采用软决策处理雷达接收到的多帧数据，即对是否存在目标不首先进行判断，而是对多帧数据中可能的目标航迹同时进行跟踪，并对这些航迹的真实性进行软判断，逐渐将由噪声和杂波等构成的虚假航迹消除，而将真实的航迹保留下来，当软判断超过某一个门限时，判断为发现目标。检测前跟踪方法可以充分利用目标的多帧回波数据，可以有效地提高检测概率。

但是目前的TBD方法都是将帧间数据进行非相参积累来实现的，由于非相参积累会丢失目标的相位信息，造成积累效果比相干积累的效果差。

多帧相参TBD方法是最近才提出的利用雷达回波间数据相位而进行相干积累的目标检测新方法。该方法在利用多帧目标回波信号间的相位信息基础上，将多帧目标回波数据进行相干积累，从而能够有效地提高回波数据的信噪比，使雷达能够在低信噪比下检测到目标。

由于多帧相参TBD方法充分利用了回波间的相位信息，能够比现有的常规TBD方法有更高的积累增益，另外针对该技术的理论研究成果非常少；所以研究在多帧相参TBD框架下的机动目标检测技术具有重要的理论和实际应用价值。

目前还尚未出现利用修正频域补偿和分数阶傅里叶变换对空间机动目标进行检测的多帧相参TBD技术的相关研究成果。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于修正频域补偿和分数阶傅里叶变换的多帧相参TBD方法。

为了达到上述目的，本发明提供的基于修正频域补偿和分数阶傅里叶变换的多帧相参TBD方法包括按顺序进行的下列步骤：

1)对天基雷达接收得到的机动目标回波数据在距离频域-慢时间域中进行脉冲压缩处理，然后沿距离频域做逆傅里叶变换后得到经过脉冲压缩后的距离门-慢时间数据；

2)从上述经过脉冲压缩后的回波数据的每帧中选择同一个方位向单元的数据，同时将其他数据进行置零处理，并将没有置零的数据作为目标回波数据进行处理；

3)在步骤2)中得到的数据基础上，在目标的参数范围内进行搜索，根据搜索结果计算修正的频域补偿项，用频域补偿项校正回波数据的距离走动和距离弯曲现象；

4)利用步骤3)中得到的经过修正频域校正的回波数据，补偿一个距离单元中数据间的相位差，然后把补偿完相位差的数据进行分数阶傅里叶变换，将分数阶域中的峰值记录下来并回到步骤3)循环操作，直到目标参数搜索完，并把一系列峰值的最大值放到新的信息矩阵中；

5)重复步骤2)至步骤4)，直到将总的回波数据帧的方位向单元数据选取并进行相应处理完毕；

6)将信息矩阵中的最大值进行比较，从中选取一个最值作为检测统计量，并在由这些最大值组成的检测单元图中进行恒虚警检测。

在步骤1)中，所述的对回波数据进行脉冲压缩处理的方法是：

天基雷达工作在检测和跟踪模式下，将探测的空域划分为10个方位向，利用频域匹配滤波方法对回波数据进行脉冲压缩处理后的第k帧，第n个方位单元的机动目标回波数据形式为：

$s_r(\hat{r},t_m)=A_r^{\′}\sin c\left[\mathrm{\π}\frac{\hat{r}-R\left(t_m\right)}{{\mathrm{\ρ}}_r}\right]\exp (-j\frac{4\mathrm{\π}}{\mathrm{\λ}}{v}_0{t}_m)\exp (-j\frac{2\mathrm{\π}}{\mathrm{\λ}}{a}_0{t}_m^2)---\left(2\right)$

式(1)中是回波数据的复幅度，t_m＝mT_r+(k-1)NMT_r+(n-1)MT_r是慢时间，k＝1,...,K表示第k个扫描周期，n＝1,...,N是第n个空域中的方位向单元，m＝1,...,M，t'＝t-t_m是快时间，表示距离门的长度，T_r表示脉冲重复时间，其中M表示相干处理时间内的脉冲数，f_c表示信号的载波频率，为信号波长，B_s为信号带宽，R₀表示目标的初始距离，v₀表示目标的初始速度，a₀表示目标的加速度，是目标与雷达之间的径向距离；由式(1)可知雷达回波数据存储在一个矩阵中，该矩阵的横坐标是慢时间t_m，纵坐标是对应距离单元的快时间。

在步骤3)中，所述的在步骤2)中得到的数据基础上，在目标的参数范围内进行搜索，根据搜索结果计算修正的频域补偿项，用频域补偿项校正回波数据的距离走动和距离弯曲现象的方法是：

在目标参数范围内进行搜索，在搜索的同时根据每个目标的参数组合计算出目标对于不同数据帧和不同方位向单元的各自的修正频域补偿项，然后将回波数据沿着距离维做傅里叶变换，能够得到距离频域-慢时间数据，接着在此基础上乘以计算出来的修正频域补偿项，能够将距离频域f和速度、加速度以及慢时间之间的耦合解除，达到校正距离走动和距离弯曲现象的目的；之后沿着距离频域进行逆傅里叶变换得到经过距离走动和距离弯曲校正后的距离门-慢时间域数据。

在步骤4)中，所述的利用步骤3)中得到的经过修正频域校正的回波数据，补偿一个距离单元中数据间的相位差，然后把补偿完相位差的数据进行分数阶傅里叶变换，将分数阶域中的峰值记录下来并回到步骤3)循环操作，直到目标参数搜索完，并把一系列峰值的最大值放到新的信息矩阵中的方法是：

在步骤3)基础上补偿一个距离单元中回波数据间由于不同的数据帧和方位向单元带来的固有相位差，使得数据间的相位满足相位相参性，接着取出补偿完相位的一个距离单元中的数据进行分数阶傅里叶变换，做完分数阶傅里叶变换后将分数阶域中的峰值取出，然后回到步骤3)重新计算新的修正频域补偿项，进行循环操作，直到将回波数据的范围搜索完为止，搜索完成后把各个分数阶域中得到的峰值的最大值取出并依次放到一个新的信息矩阵A_1×N中。

在步骤6)中，所述的将信息矩阵中的最大值进行比较，从中选取一个最值作为检测统计量，并在由这些最大值组成的检测单元图中进行恒虚警检测的方法是：

在步骤5)之后得到的信息矩阵中存储了每次方位向单元扫描并处理后的分数阶域的最大值，比较得到的一系列数值，将其中的最值取出作为检测统计量，然后在检测统计量周围选出保护单元和参考单元，从而根据变换域中的单元平均恒虚警检测处理方法确定出自适应门限，由检测统计量是否过门限来判断目标有无，完成检测。

本发明提供的方法在雷达接收到多帧回波数据基础上对各数据帧的方位向单元进行搜索，从而在每一数据帧中选选择一个方位向数据，并将其他数据进行置零处理，把没有置零的数据作为目标回波数据统一处理；然后在距离频域-慢时间域内对回波出现的距离走动和距离弯曲问题进行相应的校正，使得每一帧中的目标回波数据较好地校正到一个距离单元，接着将这个距离单元中的数据进行相位补偿，使得回波数据间满足相位相参性，最后对该距离单元中的数据进行分数阶傅里叶变换，根据分数阶傅里叶变换结果进行恒虚警检测处理，从而判断目标有无，完成相应的检测。将实验结果与基于Radon变换的多帧相参TBD技术、基于Keystone变换的多帧相参TBD技术、基于常规移位补偿的多帧相参TBD技术和基于动态规划的多帧相参TBD技术的检测性能进行比较，本方法能够在比上述方法还低的信噪比情况下有效地检测到空间机动目标，从而验证了本方法的有效性。

附图说明

图1为本发明提供的基于修正频域补偿和分数阶傅里叶变换的多帧相参TBD方法流程图。

图2为经过解调和脉冲压缩处理后的天基雷达接收数据分布图。

图3为经过频域补偿校正距离距离走动和距离弯曲后的回波数据分布图。

图4为P_fa＝10^-4时的恒虚警检测曲线图。

图5为P_fa＝10^-6时的恒虚警检测曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的基于修正频域补偿和分数阶傅里叶变换的多帧相参TBD方法进行详细说明。

建立机动目标回波数据模型：

天基雷达工作在检测和跟踪模式下，将探测的空域划分为10个方位向，利用频域匹配滤波方法对回波数据进行脉冲压缩处理后的第k帧，第n个方位单元的机动目标回波数据形式为：

$s_r(\hat{r},t_m)=A_r^{\′}\sin c\left[\mathrm{\π}\frac{\hat{r}-R\left(t_m\right)}{{\mathrm{\ρ}}_r}\right]\exp (-j\frac{4\mathrm{\π}}{\mathrm{\λ}}{v}_0{t}_m)\exp (-j\frac{2\mathrm{\π}}{\mathrm{\λ}}{a}_0{t}_m^2)---\left(3\right)$

式(1)中是回波数据的复幅度，t_m＝mT_r+(k-1)NMT_r+(n-1)MT_r是慢时间，k＝1,...,K表示第k个扫描周期，n＝1,...,N是第n个空域中的方位向单元，m＝1,...,M，t'＝t-t_m是快时间，表示距离门的长度，T_r表示脉冲重复时间，其中M表示相干处理时间内的脉冲数，f_c表示信号的载波频率，为信号波长，B_s为信号带宽，R₀表示目标的初始距离，v₀表示目标的初始速度，a₀表示目标的加速度，是目标与雷达之间的径向距离。由式(1)可知雷达回波数据存储在一个矩阵中，该矩阵的横坐标是慢时间t_m，纵坐标是快时间(对应距离单元)。

应用本发明提供的基于修正频域补偿和分数阶傅里叶变换的多帧相参TBD方法对多帧回波数据进行处理：

本发明提供的方法能够充分利用多帧回波数据，将回波数据中每一帧的同一个方位向数据取出，为了在相干积累过程中不对其他噪声数据进行累加，需要将其他的回波数据进行置零处理，然后在此基础上计算相应的校正回波距离走动和距离弯曲的频域补偿项，接着将回波数据沿着距离维向进行傅里叶变换，得到距离频域-慢时间数据，将得到的数据分别乘以频域补偿项，从而在距离频域中对回波数据进行校正，接着对距离频域数据进行逆傅里叶变换，从而得到经过距离走动和距离弯曲校正的时域数据；另外由于目标在不同数据帧和方位向单元中的相位是不连续的，为了实现相参积累，所以需要利用到目标的相位，需要将回波数据的相位进行补偿，从而能够使回波数据相位满足相位相参性，最后将补偿好的数据取出然后做分数阶傅里叶变换，并由分数阶傅里叶变换的结果进行单元平均恒虚警检测。

如图1所示，本发明提供的基于修正频域补偿和分数阶傅里叶变换的多帧相参TBD方法包括按顺序进行的下列步骤：

1)对天基雷达接收得到的机动目标回波数据在距离频域-慢时间域中进行脉冲压缩处理，然后沿距离频域做逆傅里叶变换后得到经过脉冲压缩后的距离门-慢时间数据；

多帧机动目标回波数据的形式在上述的讨论中已经给出。

2)从上述经过脉冲压缩后的回波数据的每帧中选择同一个方位向单元的数据，同时将其他数据进行置零处理，并将没有置零的数据作为目标回波数据进行处理；

由于目标不会出现跨方位向单元走动的问题，为了在处理过程中不对噪声数据进行积累，因此需要将没有被选取的数据进行置零处理，并将没有置零的数据作为目标回波数据进行处理。

3)在步骤2)中得到的数据基础上，在目标的参数范围内进行搜索，根据搜索结果计算修正的频域补偿项，用频域补偿项校正回波数据的距离走动和距离弯曲现象；

在步骤3)中，需要在目标参数范围内进行搜索，从而能够根据目标参数组合计算出校正距离走动和距离弯曲的修正频域补偿项。首先将目标回波数据沿快时间域进行傅里叶变换得到：

$\begin{array}{c}S(f,t_m)=A_r\frac{1}{\sqrt{\mathrm{\γ}}}\mathrm{rect}\left(\frac{f}{B_s}\right)\exp [-j\frac{4\mathrm{\πf}}{c}R\left(t_m\right)]\exp [-j\frac{4\mathrm{\π}{f}_c}{c}R\left(t_m\right)]=\\ A_r\frac{1}{\sqrt{\mathrm{\γ}}}\mathrm{rect}\left(\frac{f}{B_s}\right)\exp [-j\frac{4\mathrm{\πf}}{c}{R}_0]\exp [-j\frac{4\mathrm{\πf}}{c}{v}_0{t}_m]\exp [-j\frac{2\mathrm{\πf}}{c}{a}_0{t}_m^2]\exp [-j\frac{4\mathrm{\π}{f}_c}{c}R\left(t_m\right)]\end{array}---\left(2\right)$

其中f表示距离频域，由式(2)可以看出，由于距离频域f与目标的径向距离产生了耦合，而径向距离和目标的速度和加速度有关，所以由傅里叶变换的性质可以知道，由于频域中距离频域f和随着慢时间变化的量出现耦合，那么将目标回波信号变换到距离-慢时间域中时，目标的回波包络就会出现时延，时延量和速度、加速度大小有关，也就产生了包络移动，从而出现距离走动和距离弯曲现象。如果在频域对目标回波数据频域信号进行补偿，可以将耦合解除，能够解决距离走动和距离弯曲问题，即将目标回波数据重新校正到一个距离单元中，此时回波包络的位置只与目标的初始距离有关。故定义修正频域补偿项为：

$\mathrm{\ψ}(f,t_m)=\exp \left(j\frac{4\mathrm{\π}}{c}{\mathrm{fvt}}_m\right)\exp \left(j\frac{2\mathrm{\π}}{c}{\mathrm{fat}}_m^2\right)---\left(3\right)$

将经过脉冲压缩处理后的数据沿着距离维进行傅里叶变换，然后得到距离频域-慢时间域内的数据，之后在目标参数范围内进行搜索，随着对目标参数范围的搜索，能够根据式(3)计算出用于校正距离走动和距离弯曲的修正频域补偿项，当搜索到目标的速度和加速度时，式(3)可写为：

${\mathrm{\ψ}}^{\′}(f,t_m)=\exp \left(j\frac{4\mathrm{\π}}{c}f{v}_0{t}_m\right)\exp \left(j\frac{2\mathrm{\π}}{c}{f{a}_{0}t}_m^2\right)---\left(4\right)$

把距离频域-慢时间数据分别乘以相应的如式(4)所示的修正频域补偿项，从而得到经过距离走动和距离弯曲校正的回波频域数据，如下式所示：

$S(f,t_m)=A_r\frac{1}{\sqrt{\mathrm{\γ}}}\mathrm{rect}\left(\frac{f}{B_s}\right)\exp [-j\frac{4\mathrm{\πf}}{c}{R}_0]\exp [-j\frac{4\mathrm{\π}{f}_c}{c}R{\left(}_{t_m}]---\left(5\right)$

然后再次沿着距离频域-慢时间域内的列向量进行逆傅里叶变换，从而得到经过距离走动和距离弯曲校正的距离门-慢时间时域数据。即得到下式：

$s_r(\hat{r},t_m)=A_r^{\′}\sin c\left[\mathrm{\π}\frac{\hat{r}-R_0}{{\mathrm{\ρ}}_r}\right]\exp (-j\frac{4\mathrm{\π}}{\mathrm{\λ}}{v}_0{t}_m)\exp (-j\frac{2\mathrm{\π}}{\mathrm{\λ}}{a}_0{t}_m^2)---\left(6\right)$

此时目标回波数据的位置只与初始距离有关，而与慢时间无关，从而校准了距离走动和距离弯曲现象。

4)利用步骤3)中得到的经过修正频域校正的回波数据，补偿一个距离单元中数据间的相位差，然后把补偿完相位差的数据进行分数阶傅里叶变换，将分数阶域中的峰值记录下来并回到步骤3)循环操作，直到目标参数搜索完，并把一系列峰值的最大值放到新的信息矩阵中；

在步骤4)中，假设取出的是第一数据帧的第一个方位向单元数据(此时先认为目标在第一个方位向单元中)，另外对第四个数据帧仍然取出第一个方位向单元的数据，此时第四个数据帧第一个方位向单元数据的相位是：

其中为了使回波数据的相位在时间上是连续的，即满足在时间上是相位相参的：

故为了得到式(8)，需要在式(7)基础上乘以下式：

则根据每次搜索的目标参数由上述补偿相位方法对各数据帧的方位向单元中的回波数据相位差都进行补偿，使得所有回波数据的相位在时间上都是连续的。经过相位补偿处理后，使得K块数据在相位上是相位相参的，然后将这个距离单元中的数据取出做分数阶傅里叶变换，并将分数阶域中的峰值取出，接着回到步骤3)中循环进行操作，直到搜索完成目标的参数，接着将各个峰值中的最大值取出并存储在一个新的信息矩阵A_1×N中。

5)重复步骤2)至步骤4)，直到将总的回波数据帧的方位向单元数据选取完并进行相应处理为止；

在步骤5)中，由于认为目标在扫描周期内不会出现跨方位向单元走动的现象，且并不知道目标具体在哪个方位向单元中，从而要对数据帧的方位向单元进行扫描，每一次扫描都取出各数据帧中的同一个方位向单元的数据，将扫描结果进行步骤2)至步骤4)的操作，并将操作后得到的最大值记录在信息矩阵A_1×N中，第一行第一列放第一次方位向单元扫描并对数据进行步骤2)至步骤4)的操作后得到的最大值，以此类推将所有方位向单元扫描并进行处理后的最大值依次放入到信息矩阵A_1×N中，总共完成N次方位向单元扫描。

6)将信息矩阵中的最大值进行比较，从中选取一个最值作为检测统计量，并在由这些最大值组成的检测单元图中进行恒虚警检测。

在步骤6)中，需要将信息矩阵A_1×N中的最大值取出作为检测统计量，另外在由信息矩阵A_1×N中的数值组成的检测单元图中完成变换域恒虚警检测，具体方法是在检测统计量周围选取好保护单元和参考单元，由参考单元计算出变换域中的干扰平均功率值大小，根据平均功率值和虚警概率得到用于检测的自适应门限，由检测统计量是否大于门限来判断目标有无，从而完成检测。

仿真结果及分析：

本发明提供的基于修正频域补偿和分数阶傅里叶变换的多帧相参TBD方法的效果可以通过以下仿真实验进一步说明。仿真参数设置：天基雷达工作在检测和跟踪模式下，将监控的空域划分为10个方位向单元，每个方位向单元雷达发射64个相参的脉冲信号，接收4次扫描周期的回波数据，发射信号波长为0.3m，脉冲重复频率为1500Hz，信号带宽为30MHz，载频为1GHz。目标参数设置为：目标初始在第一帧数据的第一个方位向单元中，速度v₀＝3000m/s，加速度a₀＝180m/s²。

1、对多帧回波数据进行扫描，取出回波数据，并将其他数据置零处理后的分布图

图2为经过解调和脉冲压缩处理后的天基雷达接收数据分布图。从图2可以看出，经过解调和脉冲压缩处理后的回波数据，由于目标存在较大的初始速度和加速度，明显产生了跨距离单元走动现象，并且还伴有距离弯曲现象。由于回波能量分散在不同的距离单元和多普勒单元中，所以难以在低信噪比情况下有效的从噪声环境中发现目标。

2、经过频域补偿校正距离走动和距离弯曲后的回波数据分布图

图3给出了经过改进的频域补偿校正距离走动和距离弯曲后的多帧回波数据分布图。从图中可以看出经过改进的频域补偿校正后的回波数据都校正到一个距离门中，此时所在的距离门只与目标的初始位置有关，从而能够为后续的处理提供基础。

3、P_fa＝10^-4时的恒虚警检测曲线图

图4给出了在虚警概率P_fa＝10^-4时，各个方法对多帧回波数据处理后进行单元平均恒虚警检测后的曲线图。从图4中可以看出，基于Keystone变换的多帧相参TBD方法在对目标信号进行距离走动校正时，由于目标存在较大的加速度，所以除了距离走动外，还会出现距离弯曲现象，而Keystone变换只能校正一次项的距离走动，而对于二次项的距离弯曲不能进行相应的校正，所以目标回波信号的能量不能充分地积累起来，从而造成了在低信噪比情况下不能够检测到目标。基于径向速度估计的多帧相参TBD技术，同样由于目标信号会出现距离弯曲现象，而径向速度的计算时没有考虑加速度的影响，从而使计算出来的距离走动量出现较大误差，结果使回波信号数据不能较好地移位到相应的距离单元中，因此造成不能较好地积累起目标能量，最终影响了检测概率。基于动态规划的多帧相参TBD技术不是将目标回波数据校正到一个距离单元中，而是将目标可能的状态序列对应的脉冲信号采样放到一起做相参积累，而其对于噪声的积累远远大于其他的方法，在一定程度影响了对目标的检测性能。而基于Radon变换的多帧相参TBD技术对于目标距离走动和距离弯曲中校正非常有限，使得回波信号的能量仍然分散在不同的距离单元和多普勒单元中，从而严重影响了目标的能量积累，结果降低了目标的检测性能。

4、P_fa＝10^-6时的恒虚警检测曲线图

图5给出了在虚警概率P_fa＝10^-6时，各个方法对多帧回波数据处理后进行单元平均恒虚警检测后的曲线图。从图5中可以得出与图4同样的结论。

Claims (5)

1.一种基于修正频域补偿和分数阶傅里叶变换的多帧相参TBD方法，其特征在于，所述的方法包括按顺序进行下列的步骤：

1)对天基雷达接收得到的机动目标回波数据在距离频域-慢时间域中进行脉冲压缩处理，然后沿距离频域做逆傅里叶变换后得到经过脉冲压缩后的距离门-慢时间数据；

2)从上述经过脉冲压缩后的回波数据的每帧中选择同一个方位向单元的数据，同时将其他数据进行置零处理，并将没有置零的数据作为目标回波数据进行处理；

3)在步骤2)中得到的数据基础上，在目标的参数范围内进行搜索，根据搜索结果计算修正的频域补偿项，用频域补偿项校正回波数据的距离走动和距离弯曲现象；

4)利用步骤3)中得到的经过修正频域校正的回波数据，补偿一个距离单元中数据间的相位差，然后把补偿完相位差的数据进行分数阶傅里叶变换，将分数阶域中的峰值记录下来并回到步骤3)循环操作，直到目标参数搜索完，并把一系列峰值的最大值放到新的信息矩阵中；

5)重复步骤2)至步骤4)，直到将总的回波数据帧的方位向单元数据选取并进行相应处理完毕；

6)将信息矩阵中的最大值进行比较，从中选取一个最值作为检测统计量，并在由这些最大值组成的检测单元图中进行恒虚警检测。

2.根据权利要求1所述的基于修正频域补偿和分数阶傅里叶变换的多帧相参TBD方法，其特征在于：在步骤1)中，所述的对回波数据进行脉冲压缩处理的方法是：

天基雷达工作在检测和跟踪模式下，将探测的空域划分为10个方位向，利用频域匹配滤波方法对回波数据进行脉冲压缩处理后的第k帧，第n个方位单元的机动目标回波数据形式为：

$s_r(\hat{r},t_m)=A_r^{\′}\sin c\left[\mathrm{\π}\frac{\hat{r}-R\left(t_m\right)}{{\mathrm{\ρ}}_r}\right]\exp (-j\frac{4\mathrm{\π}}{\mathrm{\λ}}{v}_{0t_m})\exp (-j\frac{2\mathrm{\π}}{\mathrm{\λ}}{a}_0{t}_m^2)---\left(1\right)$

式(1)中是回波数据的复幅度，t_m＝mT_r+(k-1)NMT_r+(n-1)MT_r是慢时间，k＝1,...,K表示第k个扫描周期，n＝1,...,N是第n个空域中的方位向单元，m＝1,...,M，t'＝t-t_m是快时间，表示距离门的长度，T_r表示脉冲重复时间，其中M表示相干处理时间内的脉冲数，f_c表示信号的载波频率，为信号波长，B_s为信号带宽，R₀表示目标的初始距离，v₀表示目标的初始速度，a₀表示目标的加速度，是目标与雷达之间的径向距离；由式(1)可知雷达回波数据存储在一个矩阵中，该矩阵的横坐标是慢时间t_m，纵坐标是对应距离单元的快时间。

3.根据权利要求1所述的基于修正频域补偿和分数阶傅里叶变换的多帧相参TBD方法，其特征在于：在步骤3)中，所述的在步骤2)中得到的数据基础上，在目标的参数范围内进行搜索，根据搜索结果计算修正的频域补偿项，用频域补偿项校正回波数据的距离走动和距离弯曲现象的方法是：

在目标参数范围内进行搜索，在搜索的同时根据每个目标的参数组合计算出目标对于不同数据帧和不同方位向单元的各自的修正频域补偿项，然后将回波数据沿着距离维做傅里叶变换，能够得到距离频域-慢时间数据，接着在此基础上乘以计算出来的修正频域补偿项，能够将距离频域f和速度、加速度以及慢时间之间的耦合解除，达到校正距离走动和距离弯曲现象的目的；之后沿着距离频域进行逆傅里叶变换得到经过距离走动和距离弯曲校正后的距离门-慢时间域数据。

4.根据权利要求1所述的基于修正频域补偿和分数阶傅里叶变换的多帧相参TBD方法，其特征在于：在步骤4)中，所述的利用步骤3)中得到的经过修正频域校正的回波数据，补偿一个距离单元中数据间的相位差，然后把补偿完相位差的数据进行分数阶傅里叶变换，将分数阶域中的峰值记录下来并回到步骤3)循环操作，直到目标参数搜索完，并把一系列峰值的最大值放到新的信息矩阵中的方法是：

在步骤3)基础上补偿一个距离单元中回波数据间由于不同的数据帧和方位向单元带来的固有相位差，使得数据间的相位满足相位相参性，接着取出补偿完相位的一个距离单元中的数据进行分数阶傅里叶变换，做完分数阶傅里叶变换后将分数阶域中的峰值取出，然后回到步骤3)重新计算新的修正频域补偿项，进行循环操作，直到将回波数据的范围搜索完为止，搜索完成后把各个分数阶域中得到的峰值的最大值取出并依次放到一个新的信息矩阵A_1×N中。

5.根据权利要求1所述的基于修正频域补偿和分数阶傅里叶变换的多帧相参TBD方法，其特征在于：在步骤6)中，所述的将信息矩阵中的最大值进行比较，从中选取一个最值作为检测统计量，并在由这些最大值组成的检测单元图中进行恒虚警检测的方法是：

在步骤5)之后得到的信息矩阵中存储了每次方位向单元扫描并处理后的分数阶域的最大值，比较得到的一系列数值，将其中的最值取出作为检测统计量，然后在检测统计量周围选出保护单元和参考单元，从而根据变换域中的单元平均恒虚警检测处理方法确定出自适应门限，由检测统计量是否过门限来判断目标有无，完成检测。