CN108845300B - 一种场面监视雷达恒虚警处理方法 - Google Patents

一种场面监视雷达恒虚警处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108845300B
CN108845300B CN201810839785.XA CN201810839785A CN108845300B CN 108845300 B CN108845300 B CN 108845300B CN 201810839785 A CN201810839785 A CN 201810839785A CN 108845300 B CN108845300 B CN 108845300B
Authority
CN
China
Prior art keywords
clutter map
clutter
data
map
iteration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810839785.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN108845300A (zh
Inventor
皈勇
张炼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sichuan Jiuzhou ATC Technology Co Ltd
Original Assignee
Sichuan Jiuzhou ATC Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sichuan Jiuzhou ATC Technology Co Ltd filed Critical Sichuan Jiuzhou ATC Technology Co Ltd
Priority to CN201810839785.XA priority Critical patent/CN108845300B/zh
Publication of CN108845300A publication Critical patent/CN108845300A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108845300B publication Critical patent/CN108845300B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/41—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/36—Means for anti-jamming, e.g. ECCM, i.e. electronic counter-counter measures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/40—Means for monitoring or calibrating
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/41—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section
    • G01S7/414—Discriminating targets with respect to background clutter

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

本发明提供了一种场面监视雷达恒虚警处理方法，采用检测单元自身回波迭代的计算方式，实现基于检测单元独立的检测门限计算方法，使计算杂波单元的检测门限时不会受邻近区域单元的回波影响，从而实现目标检测的独立性，并且迭代中使用了检测单元的历史回波数据进行迭代积累，在L次有限迭代计算后趋于实际背景杂波，特别适用于在空间上目标数量多且邻近区域背景杂波强度变化剧烈的恒虚警处理。

Description

一种场面监视雷达恒虚警处理方法
技术领域
本发明涉及一种场面监视雷达恒虚警处理方法，涉及雷达目标检测领域。
背景技术
随着国内航空运输业的发展和航空公司的日益壮大，机场的年吞吐量逐年递增，飞行业务量的增加使机场地服车辆也相应增加，如何在复杂的机场环境和恶劣的气象条件下管理好日益增多的飞机和车辆，成为机场地面指挥管理中急需解决的问题。
场面监视雷达是监视机场中飞行区域的飞机及车辆等地面移动目标或固定障碍物的雷达，帮助塔台和站坪的管制员借助场面监视雷达显示器清楚地了解地面飞机和车辆的位置，为机场复杂变化的态势提供全天时全天候的状态感知。
由于场面监视雷达的原理等同于一次雷达，因此不可避免的存在由于机场的地形和环境复杂导致背景杂波干扰较强的问题，此外，不同的气象条件，特别是暴雨等恶劣的气象条件，导致杂波复杂变换，引入了更多的干扰，使得回波中夹杂着各种不同原因造成的虚假目标和大量杂波信号。使得雷达信号的检测在强干扰背景中进行，包括接收机内部的热噪声，以及地物、雨、雪等杂波干扰，对于固定阈值的门限检测，如果干扰电平随机增大，将大大增加虚警的概率，此时即使有足够的信噪比，也不能正确的判定目标。因此，在强干扰背景中提取目标，不仅要求有一定的信噪比，还必须有恒虚警（CFAR：Constant FalseAlarm Rate）处理。恒虚警处理技术作为场面监视雷达信号处理技术的重点和难点，其目的是根据杂波的复杂变化实时计算出相应的检测门限，以保持信号检测时的虚警概率恒定，达到在随机变化的强干扰中有效提取目标，保护信号处理器不会因为虚警太多而导致过载的目的。
传统的场面监视雷达恒虚警处理的方法利用与检测单元周围邻近的杂波单元回波采样值来计算当前检测单元的背景杂波，将此背景杂波作为目标检测的门限值。这种方法计算的检测门限值受邻近的杂波单元的回波强度影响较大，当检测单元的邻近区域回波强度强烈变化时，形成的检测门限往往随着邻近区域回波强度变化而产生剧烈的变化，当空间上目标较多且距离较近时，对邻近的两个目标进行检测的检测门限相互影响较大，严重时会出现误判，造成虚警或漏警。
传统场面监视雷达恒虚警处理的方法对每一次的杂波图数据进行迭代计算，不仅增大了计算的工作量，而且会将目标的数据也误判入杂波图数据中，对杂波图形成错误的估计。
传统的场面监视雷达恒虚警处理的方法对每一次的杂波图数据进行迭代计算，不仅增大了计算的工作量，而且会将目标的数据也误判入杂波图数据中，对杂波图形成错误的估计。
发明内容
本发明要提供了一种场面监视雷达恒虚警处理方法，具有更适用于在空间上目标数量多且邻近区域背景杂波强度变化剧烈的恒虚警处理。
根据本发明提供的一种场面监视雷达恒虚警处理方法，具体方法包括，
建立精细杂波图（101），按照方位和距离单元进行精细杂波图划分，建立精细杂波图；
计算杂波图稳定时的参数（102），根据迭代公式和系统要求的虚警概率Pfa，计算杂波图稳定时需要的迭代次数L、迭代因子ω和门限因子T；具体方法包括，
根据迭代公式
Figure 906688DEST_PATH_IMAGE001
计算每个杂波图单元的迭代结果；其中，
Figure 819498DEST_PATH_IMAGE002
为是第k个杂波图检测单元在天线的第n次扫描时的回波数据；
Figure 86531DEST_PATH_IMAGE003
是第k个杂波图检测单元的经过n-1次扫描后的杂波图值；
Figure 285431DEST_PATH_IMAGE004
是第k个杂波图检测单元的经过n次扫描后的杂波图值；n为大于等于1的自然数；
选择M×N个杂波图检测单元中任意第k个点作为迭代，那么从第1次迭代到第n次的迭代展开公式如下：
Figure 751048DEST_PATH_IMAGE005
Figure 9991DEST_PATH_IMAGE006
……
Figure 764320DEST_PATH_IMAGE007
Figure 501332DEST_PATH_IMAGE008
令
Figure 837767DEST_PATH_IMAGE009
，迭代后
Figure 267611DEST_PATH_IMAGE010
即
Figure 243657DEST_PATH_IMAGE011
杂波图数据根据迭代公式动态刷新，经多次扫描迭代后，杂波图逐步趋于平缓稳定，与雷达扫描的实际杂波图一致，迭代次数为L，根据系统要求的检测虚警率Pfa，获得迭代次数L、迭代因子ω和门限系数T 的关系：
Figure 846677DEST_PATH_IMAGE012
迭代因子ω在0~1中取不同值时，绘出L和T的关系曲线，通过曲线可以发现，经过L次积累后，杂波图门限因子T变化逐渐趋于平缓稳定，对目标和环境变化剧烈的杂波进行处理，选择多条曲线中使T趋于平稳的值L；
通过多条曲线确定迭代次数L后，代入 Pfa表达式，得到ω与T的关系曲线，选定ω，根据选定的ω和L，代入Pfa的表达式，得到参数T；
设置更新判断参数（103），设置目标检测门限系数TD、杂波图更新上限系数TH和杂波图更新下限系数TL；
读取回波数据和杂波数据（104），读取当前回波数据和上一次迭代的杂波图数据；
目标判断（105），计算当前检测门限系数
Figure 490148DEST_PATH_IMAGE013
，将计算结果与设置目标检测门限系数TD进行比较，如果TS≥TD，则判定当前回波数据为目标回波，否则为杂波；
杂波更新判断（106），如果当前回波数据判断为杂波，则结合TH和TL进一步判断是否需要进行杂波图更新；判断依据为：如果TH＜TS＜TD，判定为偶尔突发性的杂波，不更新杂波图；如果TL≤TS≤TH，判定为杂波的波动范围，需要更新杂波图；如果TS＜TL，判定为杂波图的下限范围，不更新杂波图；否则，更新杂波图；
杂波图更新（107），根据杂波图更新使能，按照迭代计算公式，动态更新杂波图，获得目标自适应检测门限；更新的具体方法包括，
将当前回波数据
Figure 825314DEST_PATH_IMAGE014
与迭代系数ω相乘，得到当前回波更新的加权值，将上一次的杂波图值
Figure 554236DEST_PATH_IMAGE015
与系数（1-ω）相乘，得到上一次杂波图更新的加权值；
按照迭代计算公式
Figure 446100DEST_PATH_IMAGE016
，将上述两个加权值相加求和，得到本次更新的杂波图数据
Figure 944077DEST_PATH_IMAGE017
；
将计算得到的本次更新的杂波图数据
Figure 450145DEST_PATH_IMAGE018
存储到杂波图存储空间，作为下一次的杂波图参照，同时相当于自动调整了下一次的目标检测门限。
建立精细杂波图的具体方法包括，根据雷达扫描距离范围R、扫描方位范围Z、方位分辨力θ和距离分辨力r的指标要求初步将扫描范围划分为方位向M个单元和距离向N个单元，由此雷达扫描范围被划分成M×N个杂波图检测单元，建立精细杂波图；其中，
Figure 666362DEST_PATH_IMAGE019
，为自然数；
Figure 548868DEST_PATH_IMAGE020
，为自然数。
建立精细杂波图的方法还包括，M和N均按照2的指数进行取值，且
Figure 963669DEST_PATH_IMAGE021
，
Figure 719266DEST_PATH_IMAGE022
，作为精细化杂波图检测单元的最终划分。
建立精细杂波图的方法还包括，建立一个行为M，列为N的2维存储空间，将雷达扫描范围内的数据存储在此空间中，方位向上从0~（M-1）依次存储，距离向上从0~（N-1）依次存储，每一个存储单元对应一个方位向和一个距离向。
ω选定时，选择门限因子T最低的位置对ω取值。
ω选定时，ω取值尽可能为2的指数的倒数，由此确定ω。
所述方法还包括，在读取回波数据和杂波数据（104）中，根据回波数据所处方位向，从存储单元中读取上一次迭代的杂波图数据，即读取方位向为i的N个距离向的杂波图数据
Figure 157201DEST_PATH_IMAGE023
；通过AD采样、数字下变频、脉冲压缩、数据求模等处理，获得当前方位向i输入的回波数据
Figure 577818DEST_PATH_IMAGE024
；将读取的杂波图数据
Figure 112704DEST_PATH_IMAGE025
和当前的回波数据
Figure 960575DEST_PATH_IMAGE026
进行同步对齐，以便进行迭代运算。
所述方法还包括，在目标判断（105）中，将设置的目标检测门限系数TD与读取的杂波图数据
Figure 885805DEST_PATH_IMAGE027
相乘，得到目标判定的门限；将目标判定门限与当前回波数据进行比较，若当前回波数据大于等于目标判定门限，则判定当前回波为有效目标，无需进行杂波图更新，直接输出；若当前回波数据小于目标判定门限。
所述方法还包括，在杂波更新判断（106）中，根据获得的杂波图的上门限系数TH与读取的杂波图数据
Figure 110113DEST_PATH_IMAGE028
相乘，得到是否更新杂波图的上门限值；根据获得的杂波图的下门限系数TL与读取的杂波图数据
Figure 250239DEST_PATH_IMAGE029
相乘，得到是否更新杂波图的下门限值；将更新杂波图的上门限值和下门限值与回波数据比较，当回波数据大于杂波图的上门限值时，认为是突发杂波，不更新杂波图；当回波数据小于等于杂波图的上门限值，但大于等于更新杂波图的下门限值时，认为是杂波的波动，需要更新杂波图；当回波数据小于杂波图的下门限值时，认为是杂波的微小波动，不更新杂波图。
与现有技术相比，本发明方案采用检测单元自身回波迭代的计算方式，实现基于检测单元独立的检测门限计算方法，使计算杂波单元的检测门限时不会受邻近区域单元的回波影响，从而实现目标检测的独立性，并且迭代中使用了检测单元的历史回波数据进行迭代积累，在L次有限迭代计算后趋于实际背景杂波，特别适用于在空间上目标数量多且邻近区域背景杂波强度变化剧烈的恒虚警处理。
附图说明
图1是本发明其中一实施例的流程示意图。
图2为本发明其中一实施例的按方位、距离单元进行划分的杂波图检测单元示意图。
图3为本发明其中一实施例的采用精细杂波图和普通杂波图对目标识别后的分辨率影响的对比示意图。
图4为本发明其中一实施例的迭代公式及实现原理图。
图5是本发明其中一实施例根据虚警概率Pfa的计算公式，通过多个经典参数ω值，计算门限因子T与迭代次数L的关系，最终通过L趋于平缓来确定L的取值关系分析图。
图6是本发明其中一实施例根据虚警概率Pfa的计算公式，确定迭代次数L后，计算门限因子T与迭代因子ω的关系，最终通过获得门限因子的最低点来确定参数ω的取值关系分析图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
如图1所示，一种场面监视雷达恒虚警处理方法，具体方法包括，
建立精细杂波图（101），按照方位和距离单元进行精细杂波图划分，建立精细杂波图；
计算杂波图稳定时的参数（102），根据迭代公式和系统要求的虚警概率Pfa，计算杂波图稳定时需要的迭代次数L、迭代因子ω和门限因子T；具体方法包括，
如图4所示，根据迭代公式
Figure 534589DEST_PATH_IMAGE030
计算每个杂波图单元的迭代结果；其中，
Figure 947116DEST_PATH_IMAGE031
为是第k个杂波图检测单元在天线的第n次扫描时的回波数据，即当前输入的回波数据；
Figure 771853DEST_PATH_IMAGE032
是第k个杂波图检测单元的经过n-1次扫描后的杂波图值，即从存储空间读取的上一次迭代计算的杂波图数据；
Figure 953435DEST_PATH_IMAGE033
是第k个杂波图检测单元的经过n次扫描后的杂波图值，即为当前回波数据
Figure 408687DEST_PATH_IMAGE034
为和上一次迭代计算的杂波图值数据
Figure 308510DEST_PATH_IMAGE036
按照迭代公式计算的本次的杂波图数据；n为大于等于1的自然数；
选择M×N个杂波图检测单元中任意第k个点作为迭代，那么从第1次迭代到第n次的迭代展开公式如下：
Figure 687670DEST_PATH_IMAGE037
Figure 723759DEST_PATH_IMAGE038
……
Figure 349913DEST_PATH_IMAGE039
Figure 737032DEST_PATH_IMAGE040
因为杂波图存储的背景估计初值未知，所以令
Figure 903571DEST_PATH_IMAGE041
，迭代后
Figure 59746DEST_PATH_IMAGE010
即
Figure 856800DEST_PATH_IMAGE042
杂波图数据根据迭代公式动态刷新，经多次扫描迭代后，杂波图逐步趋于平缓稳定，与雷达扫描的实际杂波图一致，迭代次数为L，根据系统要求的检测虚警率Pfa，获得迭代次数L、迭代因子ω和门限系数T 的关系：
Figure 278686DEST_PATH_IMAGE043
迭代因子ω在0~1中取不同值（ω的经验取值通常为0.03125~0.25之间，通常取ω=0.03125，ω=0.0625，ω=0.125）时，绘出L和T的关系曲线，通过曲线可以发现，经过L次积累后，杂波图门限因子T变化逐渐趋于平缓稳定（如图5），即杂波背景变化趋于平缓稳定，此时只需要对目标和环境变化剧烈的杂波进行处理，对于变化相对稳定的其他背景杂波，则不需要处理。选择多条曲线中使T趋于平稳的值L（一般取值30~50）；
通过多条曲线确定迭代次数L后，代入 Pfa表达式，得到ω与T的关系曲线，选定ω，根据选定的ω和L，代入Pfa的表达式，得到参数T；
根据经验设置更新判断参数（103），设置目标检测门限系数TD、杂波图更新上限系数TH和杂波图更新下限系数TL；
读取回波数据和杂波数据（104），读取当前回波数据和上一次迭代的杂波图数据；
目标判断（105），计算当前检测门限系数
Figure 452178DEST_PATH_IMAGE044
，将计算结果与设置目标检测门限系数TD进行比较，如果TS≥TD，则判定当前回波数据为目标回波，否则为杂波；
将设置的目标检测门限系数TD与读取的杂波图数据
Figure 462859DEST_PATH_IMAGE045
相乘，得到目标判定的门限
杂波更新判断（106），如果当前回波数据判断为杂波，则结合TH和TL进一步判断是否需要进行杂波图更新；判断依据为：如果TH＜TS＜TD，判定为偶尔突发性的杂波，不更新杂波图；如果TL≤TS≤TH，判定为杂波的波动范围，需要更新杂波图；如果TS＜TL，判定为杂波图的下限范围，不更新杂波图；否则，更新杂波图；
杂波图更新（107），根据杂波图更新使能，按照迭代计算公式，动态更新杂波图，获得目标自适应检测门限；更新的具体方法包括，
将当前回波数据
Figure 430815DEST_PATH_IMAGE046
与迭代系数ω相乘，得到当前回波更新的加权值，将上一次的杂波图值
Figure 589264DEST_PATH_IMAGE015
与系数（1-ω）相乘，得到上一次杂波图更新的加权值；
按照迭代计算公式
Figure 35289DEST_PATH_IMAGE047
，将上述两个加权值相加求和，得到本次更新的杂波图数据
Figure 979105DEST_PATH_IMAGE048
；
将计算得到的本次更新的杂波图数据
Figure 117963DEST_PATH_IMAGE048
存储到杂波图存储空间，作为下一次的杂波图参照，同时相当于自动调整了下一次的目标检测门限。
本发明方案采用检测单元自身回波迭代的计算方式，实现基于检测单元独立的检测门限计算方法，使计算杂波单元的检测门限时不会受邻近区域单元的回波影响，从而实现目标检测的独立性，并且迭代中使用了检测单元的历史回波数据进行迭代积累，在L次有限迭代计算后趋于实际背景杂波，特别适用于在空间上目标数量多且邻近区域背景杂波强度变化剧烈的恒虚警处理。
传统的场面监视雷达恒虚警处理的方法对每一次的杂波图数据进行迭代计算，不仅增大了计算的工作量，而且会将目标的数据也误判入杂波图数据中，对杂波图形成错误的估计。本发明方案不但明确了目标和杂波，还大量减少了杂波图更新的工作量，因此使用此方案可大量降低冗余计算，减少系统资源消耗，提升系统工作效率。
作为本发明的一种实施方式，如图2所示，建立精细杂波图的具体方法包括，根据雷达扫描距离范围R、扫描方位范围Z（通常为360°）、方位分辨力θ和距离分辨力r的指标要求初步将扫描范围划分为方位向M个单元和距离向N个单元，由此雷达扫描范围被划分成M×N个杂波图检测单元，建立精细杂波图；其中，
Figure 701391DEST_PATH_IMAGE049
，为自然数；
Figure 951107DEST_PATH_IMAGE050
，为自然数。
作为本发明的一种实施方式，如图3所示，建立精细杂波图的方法还包括，M和N均按照2的指数进行取值，且
Figure 998697DEST_PATH_IMAGE049
，
Figure 308456DEST_PATH_IMAGE050
，作为精细化杂波图检测单元的最终划分，以进一步精细化杂波图，且方便计算和实现。
作为本发明的一种实施方式，建立精细杂波图的方法还包括，建立一个行为M，列为N的2维存储空间，将雷达扫描范围内的数据存储在此空间中，方位向上从0~（M-1）依次存储，距离向上从0~（N-1）依次存储，每一个存储单元对应一个方位向和一个距离向，存储空间内的杂波图值称为雷达扫描范围内的杂波图。
作为本发明的一种实施方式，ω选定时，如图6，系统要求在虚警率Pfa恒定的情况下，尽可能提高发现概率Pd，因此选择门限因子T最低的位置对ω取值。
作为本发明的一种实施方式，ω选定时，为便于计算，ω取值尽可能为2的指数的倒数，由此确定ω。
作为本发明的一种实施方式，所述方法还包括，在读取回波数据和杂波数据（104）中，根据回波数据所处方位向，从存储单元中读取上一次迭代的杂波图数据，即读取方位向为i的N个距离向的杂波图数据
Figure 379180DEST_PATH_IMAGE051
；通过AD采样、数字下变频、脉冲压缩、数据求模等处理，获得当前方位向i输入的回波数据
Figure 245636DEST_PATH_IMAGE052
；将读取的杂波图数据
Figure 85416DEST_PATH_IMAGE053
和当前的回波数据
Figure 566076DEST_PATH_IMAGE054
进行同步对齐，以便进行迭代运算。
作为本发明的一种实施方式，所述方法还包括，在目标判断（105）中，将设置的目标检测门限系数TD与读取的杂波图数据
Figure 858517DEST_PATH_IMAGE055
相乘，得到目标判定的门限；将目标判定门限与当前回波数据进行比较，若当前回波数据大于等于目标判定门限，则判定当前回波为有效目标，无需进行杂波图更新，直接输出；若当前回波数据小于目标判定门限。
作为本发明的一种实施方式，所述方法还包括，在杂波更新判断（106）中，根据获得的杂波图的上门限系数TH与读取的杂波图数据
Figure 777931DEST_PATH_IMAGE056
相乘，得到是否更新杂波图的上门限值；根据获得的杂波图的下门限系数TL与读取的杂波图数据
Figure 472218DEST_PATH_IMAGE057
相乘，得到是否更新杂波图的下门限值；将更新杂波图的上门限值和下门限值与回波数据比较，当回波数据大于杂波图的上门限值时，认为是突发杂波，不更新杂波图；当回波数据小于等于杂波图的上门限值，但大于等于更新杂波图的下门限值时，认为是杂波的波动，需要更新杂波图；当回波数据小于杂波图的下门限值时，认为是杂波的微小波动，不更新杂波图。

Claims (7)

1.一种场面监视雷达恒虚警处理方法，具体方法包括，
步骤101、建立精细杂波图，按照方位和距离单元进行精细杂波图划分，建立精细杂波图；
步骤102、计算杂波图稳定时的参数，根据迭代公式和系统要求的虚警概率Pfa，计算杂波图稳定时需要的迭代次数L、迭代因子ω和门限因子T；具体方法包括，
根据迭代公式
Figure 341022DEST_PATH_IMAGE001
计算每个杂波图单元的迭代结果；其中，
Figure 78034DEST_PATH_IMAGE002
为是第k个杂波图检测单元在天线的第n次扫描时的回波数据；
Figure 601419DEST_PATH_IMAGE003
是第k个杂波图检测单元的经过n-1次扫描后的杂波图值；
Figure 31264DEST_PATH_IMAGE004
是第k个杂波图检测单元的经过n次扫描后的杂波图值；n为大于等于1的自然数；
选择M×N个杂波图检测单元中任意第k个点作为迭代，那么从第1次迭代到第n次的迭代展开公式如下：
Figure 148255DEST_PATH_IMAGE005
Figure 423379DEST_PATH_IMAGE006
……
Figure 66850DEST_PATH_IMAGE007
Figure 277382DEST_PATH_IMAGE008
令
Figure 6304DEST_PATH_IMAGE009
，迭代后
Figure 85119DEST_PATH_IMAGE010
即
Figure 583096DEST_PATH_IMAGE011
杂波图数据根据迭代公式动态刷新，经多次扫描迭代后，杂波图逐步趋于平缓稳定，与雷达扫描的实际杂波图一致，迭代次数为L，根据系统要求的检测虚警率Pfa，获得迭代次数L、迭代因子ω和门限系数T 的关系：
Figure 354743DEST_PATH_IMAGE012
迭代因子ω在0~1中取不同值时，绘出L和T的关系曲线，通过曲线发现，经过L次积累后，杂波图门限因子T变化逐渐趋于平缓稳定，对目标和环境变化剧烈的杂波进行处理，选择多条曲线中使T趋于平稳的值L；
通过多条曲线确定迭代次数L后，代入 Pfa表达式，得到ω与T的关系曲线，选定ω，根据选定的ω和L，代入Pfa的表达式，得到参数T；
步骤103、设置更新判断参数，设置目标检测门限系数TD、杂波图更新上限系数TH和杂波图更新下限系数TL；
步骤104、读取回波数据和杂波数据，读取当前回波数据和上一次迭代的杂波图数据；
步骤105、目标判断，计算当前检测门限系数
Figure 180748DEST_PATH_IMAGE013
，将计算结果与设置目标检测门限系数TD进行比较，如果TS≥TD，则判定当前回波数据为目标回波，否则为杂波；
步骤106、杂波更新判断，如果当前回波数据判断为杂波，则结合TH和TL进一步判断是否需要进行杂波图更新；判断依据为：如果TH＜TS＜TD，判定为偶尔突发性的杂波，不更新杂波图；如果TL≤TS≤TH，判定为杂波的波动范围，需要更新杂波图；如果TS＜TL，判定为杂波图的下限范围，不更新杂波图；否则，更新杂波图；
步骤107、杂波图更新，根据杂波图更新使能，按照迭代计算公式，动态更新杂波图，获得目标自适应检测门限；更新的具体方法包括，
将当前回波数据
Figure 63253DEST_PATH_IMAGE014
与迭代系数ω相乘，得到当前回波更新的加权值，将上一次的杂波图值
Figure 415737DEST_PATH_IMAGE015
与系数1-ω相乘，得到上一次杂波图更新的加权值；
按照迭代计算公式
Figure 358285DEST_PATH_IMAGE016
，得到本次更新的杂波图数据
Figure 671586DEST_PATH_IMAGE017
；
将计算得到的本次更新的杂波图数据
Figure 92203DEST_PATH_IMAGE017
存储到杂波图存储空间，作为下一次的杂波图参照，同时相当于自动调整了下一次的目标检测门限；
建立精细杂波图的具体方法包括，根据雷达扫描距离范围R、扫描方位范围Z、方位分辨力θ和距离分辨力r的指标要求初步将扫描范围划分为方位向M个单元和距离向N个单元，由此雷达扫描范围被划分成M×N个杂波图检测单元，建立精细杂波图；其中，
Figure 564773DEST_PATH_IMAGE018
，为自然数；
Figure 678222DEST_PATH_IMAGE019
，为自然数。
2.根据权利要求1所述的场面监视雷达恒虚警处理方法，建立精细杂波图的方法还包括，M和N均按照2的指数进行取值，且
Figure 478819DEST_PATH_IMAGE018
，
Figure 703127DEST_PATH_IMAGE020
，作为精细化杂波图检测单元的最终划分；
建立精细杂波图的方法还包括，建立一个行为M，列为N的2维存储空间，将雷达扫描范围内的数据存储在此空间中，方位向上从0~M-1依次存储，距离向上从0~N-1依次存储，每一个存储单元对应一个方位向和一个距离向。
3.根据权利要求1所述的场面监视雷达恒虚警处理方法，ω选定时，选择门限因子T最低的位置对ω取值。
4.根据权利要求1或2所述的场面监视雷达恒虚警处理方法，ω选定时，ω取值为2的指数的倒数，由此确定ω。
5.根据权利要求1所述的场面监视雷达恒虚警处理方法，所述方法还包括，在步骤104读取回波数据和杂波数据中，根据回波数据所处方位向，从存储单元中读取上一次迭代的杂波图数据，即读取方位向为i的N个距离向的杂波图数据
Figure 764624DEST_PATH_IMAGE021
；通过AD采样、数字下变频、脉冲压缩、数据求模处理，获得当前方位向i输入的回波数据
Figure 48975DEST_PATH_IMAGE022
；将读取的杂波图数据
Figure 336868DEST_PATH_IMAGE023
和当前的回波数据
Figure 364866DEST_PATH_IMAGE024
进行同步对齐，以便进行迭代运算。
6.根据权利要求4所述的场面监视雷达恒虚警处理方法，所述方法还包括，在步骤105目标判断中，将设置的目标检测门限系数TD与读取的杂波图数据
Figure 546449DEST_PATH_IMAGE025
相乘，得到目标判定的门限；将目标判定门限与当前回波数据进行比较，若当前回波数据大于等于目标判定门限，则判定当前回波为有效目标，无需进行杂波图更新，直接输出。
7.根据权利要求5所述的场面监视雷达恒虚警处理方法，所述方法还包括，在步骤106杂波更新判断中，根据获得的杂波图的上门限系数TH与读取的杂波图数据
Figure 736122DEST_PATH_IMAGE026
相乘，得到是否更新杂波图的上门限值；根据获得的杂波图的下门限系数TL与读取的杂波图数据
Figure 511311DEST_PATH_IMAGE027
相乘，得到是否更新杂波图的下门限值；将更新杂波图的上门限值和下门限值与回波数据比较，当回波数据大于杂波图的上门限值时，认为是突发杂波，不更新杂波图；当回波数据小于等于杂波图的上门限值，但大于等于更新杂波图的下门限值时，认为是杂波的波动，需要更新杂波图；当回波数据小于杂波图的下门限值时，认为是杂波的微小波动，不更新杂波图。
CN201810839785.XA 2018-07-27 2018-07-27 一种场面监视雷达恒虚警处理方法 Active CN108845300B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810839785.XA CN108845300B (zh) 2018-07-27 2018-07-27 一种场面监视雷达恒虚警处理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810839785.XA CN108845300B (zh) 2018-07-27 2018-07-27 一种场面监视雷达恒虚警处理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108845300A CN108845300A (zh) 2018-11-20
CN108845300B true CN108845300B (zh) 2021-01-26

Family

ID=64195195

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810839785.XA Active CN108845300B (zh) 2018-07-27 2018-07-27 一种场面监视雷达恒虚警处理方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108845300B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109725309B (zh) * 2018-12-28 2020-09-01 四川九洲空管科技有限责任公司 一种二次雷达s模式选择询问点名方法
CN109814071B (zh) * 2019-03-19 2023-08-29 安徽雷炎电子科技有限公司 一种基于复杂环境下区域门限快速收敛方法及其应用
CN111123212B (zh) * 2019-12-11 2023-11-17 安徽四创电子股份有限公司 一种基于复杂杂波背景下的场面监视雷达的信号处理方法
CN111337920B (zh) * 2020-03-03 2022-07-15 成都金宇防务科技有限公司 一种防止云雾干扰的弹载雷达对地探测方法及装置
CN113406593A (zh) * 2021-07-28 2021-09-17 武汉大学 一种外辐射源雷达自适应分时杂波图恒虚警检测方法
CN113820686A (zh) * 2021-10-19 2021-12-21 中安锐达(北京)电子科技有限公司 一种基于航迹生成杂波图处理雷达一次点迹的方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102944873B (zh) * 2012-11-27 2014-05-14 西安电子科技大学 基于多频点回波幅度逆序统计量的低空目标检测方法
CN103135099A (zh) * 2013-01-24 2013-06-05 南京莱斯信息技术股份有限公司 一种使用动态杂波图处理雷达数据的方法
CN103472441B (zh) * 2013-09-16 2015-05-13 中国电子科技集团公司第二十八研究所 一种基于杂波图的雷达数据处理方法
KR101546421B1 (ko) * 2015-02-16 2015-08-24 에스티엑스엔진 주식회사 적응 cfar 처리방법
CN106093904B (zh) * 2016-06-17 2018-07-24 电子科技大学 基于多帧双门限两级检测机制的杂波图恒虚警方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108845300A (zh) 2018-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108845300B (zh) 一种场面监视雷达恒虚警处理方法
CN109946665B (zh) 基于阵列雷达的获取真实目标的方法
US6677886B1 (en) Weather and airborne clutter suppression using a cluster shape classifier
US8344937B2 (en) Methods and apparatus for integration of distributed sensors and airport surveillance radar to mitigate blind spots
CN110988818B (zh) 基于条件生成式对抗网络的欺骗干扰模板生成方法
US8422738B1 (en) Adaptive automated synthetic aperture radar vessel detection method with false alarm mitigation
CN111123212B (zh) 一种基于复杂杂波背景下的场面监视雷达的信号处理方法
CN111027496A (zh) 基于空时联合局部对比度的红外弱小目标检测方法
US8212712B2 (en) Method of processing a radar image, obtained in particular from an airborne radar, with evaluation of the altitude of the 0° C. isotherm
CN112731307B (zh) 基于距离-角度联合估计的ratm-cfar检测器及检测方法
US10585172B2 (en) Radar detection method distinguishing rain echoes and radar implementing such a method
CN108414992B (zh) 一种基于相位信息杂波图的目标检测方法
Xia et al. Signal chain architectures for efficient airport surface movement radar video processing
CN116243273B (zh) 一种针对植被冠层提取的光子计数激光雷达数据滤波方法
CN113269889A (zh) 一种基于椭圆域的自适应点云目标聚类方法
CN111142075B (zh) 一种道面微小目标检测雷达杂波图自动更新方法
CN108983194A (zh) 一种基于地面监视雷达系统的目标提取及凝聚方法
KR101351282B1 (ko) 클러터맵 기반 레이더 시스템의 미관측 영역 개선 방법 및 이를 이용한 레이더 시스템
CN116008935A (zh) 一种基于检测性能评估的非均匀海杂波目标检测方法
CN111540007A (zh) 一种利用sar图像估算油罐存储量的方法
CN108764016B (zh) 基于旋转域特征与cnn的极化sar图像舰船检测方法
Farah et al. A fast ship detection algorithm based on automatic censoring for multiple target situations in SAR images
CN113625267B (zh) 基于四维稳态杂波图的强杂波背景下低慢小目标检测方法
CN109239677B (zh) 一种环境自适应恒虚警检测门限确定方法
JP3407045B2 (ja) ミリ波センサの信号処理方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Address after: 255 No. 621000 Mianyang city of Sichuan Province Branch Chong Park Jiuzhou Avenue

Applicant after: SICHUAN JIUZHOU ATC TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Address before: 621000 Jiuzhou Avenue, 255 chuanchuang Park, Anzhou District, Mianyang, Sichuan

Applicant before: SICHUAN JIUZHOU ATC TECHNOLOGY Co.,Ltd.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant