CN107015221B - 一种用于地面监视雷达的低虚警率快速目标检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于地面监视雷达的低虚警率快速目标检测方法，它涉及于无线电测量领域中地面监视雷达的目标检测。它主要由数据距离分区、距离分区门限表计算、数据多普勒分区、多普勒维快速目标检测、超杂波目标检测、目标数据合并等处理步骤构成。该方法对距离‑多普勒数据进行二个维度上的分区处理，实现了低虚警率的快速目标检测。本发明具有目标检测概率高、虚警率低、计算速度快、工程实现简单的特点，解决了地杂波环境下雷达系统高虚警率或目标检测算法复杂的问题，特别适用于地面监视雷达、战场侦察雷达的恒虚警检测过程。

Description

一种用于地面监视雷达的低虚警率快速目标检测方法
技术领域
本发明涉及一种用于地面监视雷达的低虚警率快速目标检测方法。
背景技术
地面监视雷达用于对大范围区域的活动目标进行搜索和持续监视。由于受到地杂波影响且属于多目标检测雷达，目标虚警率是影响此类雷达性能的关键指标。为实现地杂波条件下的低虚警率，地面监视雷达采用的目标检测方法至关重要。同时地面监视雷达实时处理目标数据，处理时间资源有限，而不能采用复杂度高的目标检测方法。因此，用于地面监视雷达的低虚警率快速目标检测方法具有重要工程价值。
目前地面监视雷达中广范采用的均值类检测器(如CA、GO、SO等)计算较为简单，处理速度较快但虚警率偏高，不具备低虚警率能力。而有序统计检测器OS、削减平均检测器TM等方法，在非平坦的地杂波条件下降低一定虚警率，但计算复杂度呈指数上升，实时处理性能差。
发明内容
本发明所要解决的主要技术问题就是避免上述背景技术中出现的不足之处，而提供一种用于地面监视雷达的低虚警率快速目标检测方法。
本发明的目的是这样实现的：
一种用于地面监视雷达的低虚警率快速目标检测方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤1、对于输入的距离-多普勒数据，进行数据多普勒分区：根据多普勒维的地杂波幅度分布、不同速度的目标回波幅度分布以及雷达系统的杂波抑制情况，划分为杂波剩余区、杂波平坦区两种基本分区；
步骤2、对数据多普勒分区后的距离-多普勒数据，再进行数据距离分区：根据距离维的地杂波幅度分布、不同距离的目标回波幅度分布以及雷达系统的目标动态控制情况，划分为N个距离分区；其中，N为自然数，取值范围为大于1且小于等于距离-多普勒数据中最大距离单元的数量；
步骤3、对采用距离分区后的距离-多普勒数据，根据距离分区杂波幅度分布相关情况，计算得到每个距离分区的杂波平坦区检测门限，形成杂波平坦区检测门限表；
步骤4、对杂波平坦区的距离-多普勒数据，利用杂波平坦区检测门限表，进行多普勒维的目标检测，得到杂波平坦区的目标检测结果；对杂波剩余区的距离-多普勒数据，进行超杂波目标检测，得到杂波剩余区的目标检测结果；
步骤5、对杂波平坦区目标检测结果和杂波剩余区的目标检测结果进行目标数据合并，得到距离-多普勒数据的目标检测结果。
其中，所述步骤3中，计算得到每个距离分区的检测门限，具体为：对于杂波平坦区，采用均值类恒虚警方法计算得到该距离分区的杂波平坦区的检测门限。
其中，所述步骤4中，对杂波平坦区的距离-多普勒数据，利用杂波平坦区检测门限表，进行多普勒维的目标检测，得到杂波平坦区的目标检测结果，具体为：对杂波平坦区的某个待检测的数据，利用杂波平坦区检测门限表获取该数据所在距离单元对应的检测门限值，进行目标判决，得到待检测的数据的目标检测结果。
其中，所述步骤5中，超杂波目标检测方法包括距离多普勒杂波图检测方法和二分层检测方法。
本发明相对于背景技术的优点和效果是：
(1)本发明采用对距离-多普勒数据进行二个维度上的分区处理，根据多普勒维杂波平坦区和剩余区，分别采用多普勒维快速目标检测方法和超杂波目标检测方法。根据不同杂波分布，实现了控制虚警率的目的。而背景技术中的方法未考虑这一方式。
(2)根据距离维杂波分布情况进行分区，并自动计算不同分区的目标检测门限，实现了恒虚警门限自适应，进一步降低了目标虚警。而背景技术中的方法通常采用固定门限或和距离分区无关的二次门限方式。
(3)对属于杂波平坦区的大部分数据，设计并采取了多普勒维快速目标检测算法，在低虚警率基础上又实现了快速目标检测。一般情况下，本发明方法的计算量在均值类方法的十分之一以下。
附图说明
图1是距离-多普勒数据分区示意图；
图2是本发明的原理框图。
具体实施方式
下面图1和图2和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
一种用于地面监视雷达的低虚警率快速目标检测方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤1、对于输入的距离-多普勒数据，进行数据多普勒分区：根据多普勒维的地杂波幅度分布、不同速度的目标回波幅度分布以及雷达系统的杂波抑制情况，划分为杂波剩余区、杂波平坦区两种基本分区；
杂波剩余区和杂波平坦区的具体划分方式，需结合上述的地杂波幅度分布、不同速度的目标回波幅度分布、雷达系统的杂波抑制情况等系统指标具体设计，并结合一定工程经验，本发明不再展开赘述，步骤1主要强调对距离-多普勒数据进行数据多普勒分区的思想，具备理论依据和可实现性。
步骤2、对数据多普勒分区后的距离-多普勒数据，再进行数据距离分区：根据距离维的地杂波幅度分布、不同距离的目标回波幅度分布以及雷达系统的目标动态控制情况，划分为N个距离分区；其中，N为自然数，取值范围为大于1且小于等于距离-多普勒数据中最大距离单元的数量；
数据距离分区的具体划分方式，需结合上述的地杂波幅度分布、不同距离的目标回波幅度分布以及雷达系统的目标动态控制情况等系统指标具体设计，并结合一定工程经验，本发明不再展开赘述，步骤2主要强调对距离-多普勒数据进行数据距离分区的思想，具备理论依据和可实现性。
步骤3、对采用距离分区后的距离-多普勒数据，根据距离分区杂波幅度分布相关情况，计算得到每个距离分区的杂波平坦区检测门限，形成杂波平坦区检测门限表；
其中，所述步骤3中，计算得到每个距离分区的检测门限，具体为：对于杂波平坦区，采用均值类恒虚警方法计算得到该距离分区的杂波平坦区的检测门限。
步骤4、对杂波平坦区的距离-多普勒数据，利用杂波平坦区检测门限表，进行多普勒维的目标检测，得到杂波平坦区的目标检测结果；对杂波剩余区的距离-多普勒数据，进行超杂波目标检测，得到杂波剩余区的目标检测结果；
其中，所述步骤4中，对杂波平坦区的距离-多普勒数据，利用杂波平坦区检测门限表，进行多普勒维的目标检测，得到杂波平坦区的目标检测结果，具体为：对杂波平坦区的某个待检测的数据，利用杂波平坦区检测门限表获取该数据所在距离单元对应的检测门限值，进行目标判决，得到待检测的数据的目标检测结果。
步骤4中，杂波平坦区采取多普勒维目标检测，实际属于均值类检测方法的一种新的变化形式，具备均值类检测方法计算简单的优点，但本发明中每个距离单元的检测门限是随距离单元的杂波情况自适应计算的，并非传统方法采取的固定门限，从而又具备了低虚警率的优点。
步骤5、对杂波平坦区目标检测结果和杂波剩余区的目标检测结果进行目标数据合并，得到距离-多普勒数据的目标检测结果。
其中，所述步骤5中，超杂波目标检测方法包括距离多普勒杂波图检测方法和二分层检测方法。

Claims (4)

1.一种用于地面监视雷达的低虚警率快速目标检测方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤1、对于输入的距离-多普勒数据，进行数据多普勒分区：根据多普勒维的地杂波幅度分布、不同速度的目标回波幅度分布以及雷达系统的杂波抑制情况，划分为杂波剩余区、杂波平坦区两种基本分区；
步骤2、对数据多普勒分区后的距离-多普勒数据，再进行数据距离分区：根据距离维的地杂波幅度分布、不同距离的目标回波幅度分布以及雷达系统的目标动态控制情况，划分为N个距离分区；其中，N为自然数，取值范围为大于1且小于等于距离-多普勒数据中最大距离单元的数量；
步骤3、对采用距离分区后的距离-多普勒数据，根据距离分区杂波幅度分布相关情况，计算得到每个距离分区的杂波平坦区检测门限，形成杂波平坦区检测门限表；
步骤4、对杂波平坦区的距离-多普勒数据，利用杂波平坦区检测门限表，进行多普勒维的目标检测，得到杂波平坦区的目标检测结果；对杂波剩余区的距离-多普勒数据，进行超杂波目标检测，得到杂波剩余区的目标检测结果；
步骤5、对杂波平坦区目标检测结果和杂波剩余区的目标检测结果进行目标数据合并，得到距离-多普勒数据的目标检测结果。
2.根据权利要求1所述的用于地面监视雷达的低虚警率快速目标检测方法，其特征在于：所述步骤3中，计算得到每个距离分区的杂波平坦区检测门限，具体为：对于杂波平坦区，采用均值类恒虚警方法计算得到该距离分区的杂波平坦区的检测门限。
3.根据权利要求1所述的用于地面监视雷达的低虚警率快速目标检测方法，其特征在于：所述步骤4中，对杂波平坦区的距离-多普勒数据，利用杂波平坦区检测门限表，进行多普勒维的目标检测，得到杂波平坦区的目标检测结果，具体为：对杂波平坦区的某个待检测的数据，利用杂波平坦区检测门限表获取该数据所在距离单元对应的检测门限值，进行目标判决，得到待检测的数据的目标检测结果。
4.根据权利要求1所述的用于地面监视雷达的低虚警率快速目标检测方法，其特征在于：所述步骤4中，超杂波目标检测方法包括距离-多普勒杂波图检测方法和二分层检测方法。
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