CN111736166A - 一种基于相干激光探测空中尾涡的单/多目标判定方法 - Google Patents

一种基于相干激光探测空中尾涡的单/多目标判定方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于相干激光探测空中尾涡的单/多目标判定方法，使用相干激光雷达探测空中尾涡，获取空中尾涡的空间径向速度分布信息、提取空中尾涡特征参数和进行单/多目标的判定。本发明利用相干激光探测系统获取诸如隐身飞机等低可观测性目标可能出现区域的空间径向速度分布，通过尾涡特征解算算法提取出尾涡位置和半径等特征参数，再比较尾涡半径大小来判定是单目标还是编队多目标，实现了对隐身飞机编队等低可探测性多目标的简便发现。

Description

一种基于相干激光探测空中尾涡的单/多目标判定方法
技术领域
本发明属于激光目标探测技术领域，特别涉及一种基于相干激光探测空中尾涡的单/多目标判定方法。
背景技术
翼尖尾涡是飞机飞行时其机翼与周围大气相作用形成的一对绕机翼反向旋转的闭合漩涡，如附图1所示。诸如隐身飞机等空中低可观测性运动目标在飞行时会对所在飞行区域的大气风场产生无法隐蔽的扰动信息─翼尖尾涡风场扰动，其扰动强度在十几米每秒左右，持续时间长达几十秒甚至几百秒，纵向距离可至几十公里以外，横向扩散直径可达一百米以上。由于风场扰动尺度远大于目标本体，扰动的可探测性也优于隐身飞机等运动目标本身，故而探测隐身飞机等空中低可观测性运动目标引起的风场扰动会更加便捷更加直接，并能够在较大范围内更快速发现目标。
相干激光探测系统发射脉冲激光束对存在低可观测性目标尾涡的空域进行扫描，扫描一般采用RHI（Range-Height Indicator）扫描或PPI（Plan-Position Indicator）扫描等横向扫描方式，并通过望远镜接收镜接收大气分子或气溶胶粒子对激光的后向散射信号。在探测空域中，由于大气分子的热运动和气溶胶粒子的布朗运动使得大气后向散射信号产生多普勒展宽，粒子的整体平均运动速度则导致大气回波信号的多普勒频移。通过外差方法检测到不同点处的大气回波信号的多普勒频移，进而反演出大气分子或气溶胶粒子的沿激光波束的径向速度空间分布。上述径向速度是背景风场与尾涡切向速度的叠加，此时再滤除背景风场，即可得到尾涡切向速度。更进一步根据尾涡切向速度，利用尾涡特征解算算法获取出尾涡的涡核位置和半径等空中尾涡特征参数。
中国专利公开号CN102721967A公开了一种基于风场扰动类型的空中目标发现方法。中国专利公开号CN102902977A公开了一种基于风场扰动特征的空中目标分类方法。
现有研究和文献都集中于飞机的尾涡探测和尾涡特征参数提取，特别是针对单架飞机的尾涡探测和尾涡特征参数提取，实现尾涡告警、保障飞行安全和提高机场容量。目前还没有基于尾涡特征参数来识别判定是否是单个或多个隐身目标的方法。实际上隐身目标一般采用多目标编队飞行，飞行时隐身目标之间虽然保持安全距离，但编队内相邻飞机机翼所产生的翼尖尾涡存在着相互诱导作用，使得两者之间相互干扰，进而破坏相邻飞机机翼所产生的翼尖尾涡的稳定性并加速尾涡的消散，翼尖尾涡风场扰动及其扩散情况。
发明内容
本发明提出了一种基于相干激光探测空中风场扰动并提取诸如涡核位置和半径等飞机尾涡特征参数，通过比较第一个和第二个涡核半径大小来判定是存在单个隐身目标还是存在多个隐身目标的方法。
本发明的目的在于提供一种简单易行的单个隐身目标或多个隐身目标的快速判别方法，解决了隐身目标的可探测性和判定隐身目标编队的技术问题。
本发明提出了一种基于相干激光探测空中尾涡的单/多目标判定方法，其特征在于，所述的判定方法包括以下步骤：
步骤一、空中尾涡的相干激光探测，包含下列子步骤：
步骤1.1、相干激光探测系统发射脉冲激光束对可能存在隐身目标翼尖尾涡的空域进行扫描，扫描采用RHI扫描方式，固定方位角，在俯仰角进行扫描；
步骤1.2、望远镜接收到大气分子或气溶胶粒子的后向散射激光回波，采用外差探测方式检测接收到的大气分子或气溶胶粒子的后向散射激光回波，得到包含大气风场多普勒频移信息的中频回波电信号；
步骤二、空间径向速度分布信息获取，包含下列子步骤：
步骤2.1、降噪处理：对激光回波中频信号进行脉冲积累和采用经验模式分解法EMD进行处理；脉冲积累次数为5—25；
步骤2.2、提取激光回波多普勒信息：对处理后的激光回波中频信号进行快速傅里叶变换来获取尾涡回波多普勒频谱；
步骤2.3、将多普勒频谱转换为速度谱，并提取得到径向速度正包络和负包络，再根据扫描装置提供的角度信息和回波时间所得到的距离信息，得到原始的空间径向速度分布；
步骤2.4、滤除大气背景风场：将上述原始空间径向速度分布滤除大气背景风场，得到更接近实际尾涡诱导的速度的空间径向速度分布；
步骤三、提取空中尾涡特征参数：根据所得到的滤除大气背景风场的空间径向速度分布，使用尾涡特征解算算法求出尾涡的涡核位置和半径；
步骤四、单目标或多目标判定：比较所提取出的涡核半径大小，判定目标是单目标还是多目标。
进一步的，所述的相干激光探测系统中的激光波长为1.55nm，输出能量为0—50mJ，脉冲宽度为400ns，探测带宽为80MHz，重复频率为500Hz，脉冲积累数为5-25，光学收集效率为0.20，望远镜接收孔径为0.3m，采样间隔为2ns，滤光片波长宽度为0.1nm，接收视场角为0.5mrad，相干激光探测系统扫描速度为2°/s。
进一步的，所述的脉冲积累具体包括：将5次的激光回波脉冲进行累加，得到累积后的激光回波脉冲。
进一步的，所述的步骤三中提取空中尾涡特征参数步骤包括以下子步骤；
步骤3.1、提取两个尾涡的正径向速度包络和负径向速度包络，分别寻找到正向速度包络曲线上最大速度值点位置坐标和负向速度包络上最小速度值点位置坐标；
步骤3.2、根据两个尾涡的最大速度值点位置坐标和最小速度值点位置坐标 ，提取出两个尾涡的涡核位置；
步骤3.3、根据最大速度值点和最小速度值点位置坐标以及两个涡核位置坐标估计值分别解算出第一、第二个涡核半径。
进一步的，所述的步骤四中单目标或多目标判定步骤包括以下子步骤：
步骤4.1、比较第一和第二个尾涡的涡核半径，得到涡核半径大小比较结果；
步骤4.2、比较结果，判定是否是单目标还是多目标，
当涡核半径大小近似相等时，判定为单个隐身目标；
当核半径之差超过判定阈值时，判定为多个隐身目标。
进一步的，所述的降噪处理中：对激光回波中频信号采用经验模式分解法EMD进行处理，包括以下子步骤：
步骤2.11、输入经过数次脉冲积累的激光中频回波信号f(t)；
步骤2.12、用“筛选”函数进行分解或“筛选”，具体过程为：找出信号的局部极大值与极小值，分别用三次样条函数连接为一个上包络线和下包络线，并求出它们的均值
步骤2.13、如果计算激光中频回波信号f(t) 减去上包络线和下包络线的均值所得到的新的信号仍不满足本征模函数IMF的基本要求，则对新的信号重复上述操作，直到满足IMF条件；
步骤2.14、提取出步骤2.13中所得到的IMF分量；
步骤2.15、信号噪声集中在最开始的少数个IMF，用原始信号减去最开始的少数个IMF，即除去噪声；
步骤2.16、对上述除去噪声信号进行重构得到去噪后的新信号。
进一步的，在执行所述步骤2.2进行傅里叶变换获取尾涡回波多普勒谱过程中，采用插值法在M个采样点中插入3M个零点，使得傅里叶变换点数变为原来的四倍，以使速度分辨率相应提高四倍，其中M大于等于1。
进一步的，所述的获取第一个和第二个涡核的仰角和径向距离信息，指获得飞机左右尾涡信息。
采用本发明的方法，利用相干激光探测系统探测大气风场扰动，发现诸如隐身飞机等空中低可观测性运动目标的翼尖尾涡，从而发现隐身目标的存在；更进一步地，通过扰动风场的空间径向速度分布信息解算提取出属于同一运动目标两个尾涡的涡核半径，比较两个涡核半径大小来判定该运动目标周围是否存在其他同样目标，拓展了空中低可观测性运动目标的探测方法，同时为编队低可观测性运动目标的发现提供一种简便可行的办法。
附图说明
图1为翼尖尾涡形成示意图；
图2为本发明的基于空中尾涡特征相干激光探测的单/多目标判定方法的流程图；
图3为相干激光探测系统探测尾涡RHI扫描原理图；
图4为激光回波信号外差探测原理框图；
图5为EMD法去噪处理流程图；
图6为速度谱中正速度和负速度选取示意图；
图7为尾涡处背景风速确定示意图；
图8为空间径向速度分布获取流程图；
图9为翼尖尾涡的激光RHI扫描探测示意图；
图10为翼尖尾涡扰动场的变化周期示意图。
具体实施方式
以下结合附图2和具体实施方式对本发明作进一步说明。
本实施例给出了一种基于空中尾涡特征相干激光探测的单/多目标判定方法，其特征在于，所述判定方法包含以下步骤：
步骤一、空中尾涡的相干激光探测。
本实施例的实现空中尾涡的相干激光探测和对可能存在隐身目标尾涡的空域进行扫描的原理为：
1、相干激光探测系统发射脉冲激光束，对可能存在隐身目标翼尖尾涡的空域进行扫描，扫描采用RHI（Range-Height Indicator）扫描方式，RHI扫描方式固定方位角，在俯仰角进行扫描，如图3所示。
2、望远镜接收到大气分子或气溶胶粒子的后向散射激光回波，采用外差探测方式检测所接收的后向散射激光回波。即取一部分激光雷达所发射的激光作为参考信号，即所谓的本振光，其频率即为激光雷达的发射频率f0若假设相干脉冲多普勒激光雷达接收的大气分子或气溶胶粒子的后向散射信号频率为fs，大气分子或气溶胶的后向散射光与本振光同时投射到光电探测器（光混频器）表面，产生相干叠加（混频），输出差频为f0-fs的射频电信号及直流分量，经过中频放大器和鉴频器，最后得到所需的多普勒频移ΔfD=f0-fs，如附图4所示。基于上述原理，空中尾涡的相干激光探测的过程为：
步骤11、相干激光探测系统发射脉冲激光束扫描可能存在隐身目标翼尖尾涡的空域，扫描时中固定方位角，只对俯仰角进行扫描；
步骤12、望远镜接收激光回波信号，并经外差探测方法得到包含翼尖尾涡的目标区域大气风场多普勒频移信息的激光回波信号。
进一步地，相干激光探测系统中优选激光波长为1.55nm，输出能量为0-50mJ，脉冲宽度为400ns，探测带宽为80MHz，重复频率为500Hz，脉冲积累数为25，光学收集效率为0.20，望远镜接收孔径为0.3m，采样间隔为2ns，滤光片波长宽度为0.1nm，接收视场角为0.5mrad。
更进一步地，相干激光探测系统扫描参数优选为扫描速度设为2°/s。
步骤二、空间径向速度分布信息获取。
通过上述步骤可得到包含翼尖尾涡的目标区域大气风场多普勒频移信息的激光回波信号，此时还需要经过降噪处理、激光回波多普勒信息提取、原始空间径向速度分布提取和滤除大气背景风场等步骤，才能得到更接近实际尾涡诱导的速度的空间径向速度分布，进而上述空间径向速度分布才能提出诸如涡核位置和半径等尾涡特征参数。本实施例的空间径向速度分布信息获取的原理为：
一、降噪处理
激光雷达的回波信号信噪比低，一般采用信号平均技术提高信噪比。经过m次信号累积 平均后信噪比可提高
Figure DEST_PATH_IMAGE001
倍。对于重复频率为50Hz的激光雷达，累积100次就需要2s的时 间。因此，较多数量的信号平均显然不能满足飞机尾涡激光实时探测处理的需求。一般地脉 冲积累次数为5—25之间。
经验模式分解法（EMD），它是一种新的用于分析非线性和非平稳信号的处理方法，可以有效地提取一个数据序列的趋势，去掉列中的高频噪声，能够实现对回波信号实时处理并提高信噪比，并且具有自适应性。EMD法中可以把满足以下条件的函数定义为本征模函数IMF(Intrinsic Mode Function):
1.极大点和极小点个数之和与过零点的个数之差不超过1。
2分别由极大点和极小点构成的包络平均值应处处接近于0。
下面结合附图5，进一步说明EMD去噪处理流程。
Step1：输入经过数次脉冲积累的激光中频回波信号f(t)；
Step2：调用“筛选”函数进行分解或“筛选”，具体过程为：1）找出信号f(t)的局部极大值与极小值，分别用三次样条函数连接为一个上包络线v(t)和下包络线u(t)，并求出它们的均值
Figure DEST_PATH_IMAGE002
2）考察信号
Figure DEST_PATH_IMAGE003
若这样得到的新的信号p 1 (t)仍不满足IMF的基本要求，则可对p 1 (t)重复上述操作，得到
Figure DEST_PATH_IMAGE004
若p 11 (t)仍不满足IMF的基本条件，继续对p 11 (t)重复上述过程，得到
Figure DEST_PATH_IMAGE005
直到一整数k时的
Figure DEST_PATH_IMAGE006
基本满足IMF条件；
3）定义c 1 (t)=p 1k (t)，即从原始信号分离出第一个IMF，其中包含信号局部最小的尺度 部分；4）记f(t)-c 1 (t)=r 1 (t)，对r 1 (t)可重复操作步骤（1）得到c 2 (t)，得到第二个IMF。然后 令r 2 (t)= r 1 (t)- c 2 (t)，重复上述操作，…，当r n (t)基本上呈单调趋势或│r n (t)│很小可视 为测量误差时即可停止，得到
Figure DEST_PATH_IMAGE007
，
最后得到
Figure DEST_PATH_IMAGE008
；
Step3：提取出Step2过程中所得到的IMF分量c 1 (t), c 2 (t),…c n (t)；
Step4：除去高频噪声部分。信号噪声（即高频部分）主要集中在最开始的少数x个IMF，用原始信号减去x个IMF，即可除去噪声；
Step5：对上述信号进行重构得到去噪后的新信号f 1 (t)，即
Figure DEST_PATH_IMAGE009
二、激光回波多普勒信息提取
若脉冲发射时间t0=m 0 Ts，Ts是脉冲采样间隔，m 0 为初始采样点，则第m个采样点所代表的尾涡散射点与雷达之间的距离为
Figure DEST_PATH_IMAGE010
结合由扫描装置提供角度信息θ，则得到扫描区域内某点的回波信号J B (R,α)。为获取不同距离
Figure DEST_PATH_IMAGE011
处的回波多普勒谱，可以选取后向散射信号J B (R i , θ i )的M个采样得到JW(m k ,T s ,R l ,θ i ),（k=0,1,2,…M-1），并对采样后的信号JW进行快速傅里叶变换，获取该散射点得尾涡回波多普勒谱
Figure DEST_PATH_IMAGE012
Δƒ=（MT s ）-1为多普勒谱的频率分辨率。速度分辨率
Figure DEST_PATH_IMAGE013
同时取决于采样时间间隔T s 、采样点数M以及激光波长λ。
三、原始空间径向速度分布提取
进行一次扫描后，对所有距离单元内回波信号进行采样，插值并进行多普勒变换后得到一个三维的多普勒谱
Figure DEST_PATH_IMAGE014
，
由于频移信息等同于速度信息，根据下式多普勒谱转换为三维的速度谱
Figure DEST_PATH_IMAGE015
。
Figure DEST_PATH_IMAGE016
（1）
如附图6所示，在相干激光探测系统的相对空间坐标为（R i，θ j）的空间单元的速度谱
Figure DEST_PATH_IMAGE017
中，选取一个门限W thr，找到这个门限与谱线的分别在峰值两侧最近处的两个交点，即可得到目标区域某一点处大气风速的正速度值V+和负速度值V-。所有距离单元的V+与V-共同构成表示某一点处风场速度大小的速度正包络与负包络，所得到的正包络线代表的就是探测区域中各探测单元径向速度分布的最大值，而负包络则代表最小值。
配合以扫描装置提供的角度信息和回波时间所得到的距离信息，可以得到以W（V R ,R,θ）表示的空间径向速度分布。其中（R，θ）表示以相干激光探测系统为原点的极坐标系中空间某点的位置，V R 表示由正负径向速度包络得到的平均速度
Figure DEST_PATH_IMAGE018
。
四、滤除背景风风场
在有尾涡诱导作用的风场区，空间径向速度是背景风场与尾涡诱的切向速度的叠加。为去除背景风的影响，选取尾涡前后各一个速度包络做平均，所得到的速度包络作为探测的背景风径向速度，在上述原始的空间径向速度分布中减去此速度，即可得到更接近实际尾涡诱导的速度的空间径向速度分布。
下面结合附图7来说明背景风径向速度的选取。附图7为通过软件模拟生成的存在尾涡且包含角度信息、时间信息的空间径向速度分布数据三维图，在该组数据设定的尾涡位于（187，1028）附近，在其前后选取速度包络VA和VB，则认为尾涡处的背景风速为
Figure DEST_PATH_IMAGE019
。
如附图8所示，空间径向速度分布信息获取的具体过程如下：
步骤21、对激光回波中频信号进行脉冲积累和采用EMD（经验模式分解）法进行降噪处理；
步骤22、对经降噪处理处理后的激光回波中频信号进行快速傅里叶变换，获取尾涡回波多普勒频谱；
步骤23、将多普勒频谱转换为速度谱，并提取得到径向速度正包络和负包络，再根据扫描装置提供的角度信息和回波时间所得到的距离信息，得到原始空间径向速度分布；
步骤24、将上述原始空间径向速度分布滤除大气背景风场，得到滤除大气背景风场后的空间径向速度分布。
进一步地，脉冲积累优选为将5次的激光回波脉冲进行累加，得到累积后的激光回波脉冲。
更进一步地，为提高固定采样频率下的速度分辨率，在进行傅里叶变换获取尾涡回波多普勒谱过程中，采用插值法在J W 的M个采样点中插入3M个零点，使得傅里叶变换点数变为原来的四倍，使速度分辨率相应提高四倍。
步骤三、空中尾涡特征参数提取。
基于激光相干探测系统获得的扫描风场, 在滤除背景风场的径向速度影响后,可明显发现飞机左右尾涡存在的特征, 并且可以估计获取第一个和第二个涡核的仰角和径向距离等位置坐标信息。由于采用RHI扫描方式，其可提供激光扫描扇面内各点的坐标信息，即径向距离R和仰角α。
下面结合附图9，进一步地说明空中尾涡特征参数提取的技术原理为：
1、根据步骤三所获取得空间径向速度分布，提取出两个尾涡的正径向速度包络
Figure DEST_PATH_IMAGE020
和负径向速度包络
Figure DEST_PATH_IMAGE021
，再寻找到正向速度包络曲线
Figure DEST_PATH_IMAGE022
上 最大速度值点位置坐标
Figure DEST_PATH_IMAGE023
和负向速度包络
Figure DEST_PATH_IMAGE024
上最小速度值点位置坐 标
Figure DEST_PATH_IMAGE025
，其中i表示尾涡属性，i=1表示第一个尾涡，i=2表示第二个尾涡；
2、根据最大速度值点位置坐标
Figure DEST_PATH_IMAGE026
和最小速度值点位置坐标
Figure DEST_PATH_IMAGE027
分 别估计第一个尾涡涡核和第二个尾涡涡核位置。
将坐标点连线的中点坐标作为第一个和第二个涡核的位置坐标估计值
Figure DEST_PATH_IMAGE028
，具体如下式所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE029
（2）
i表示尾涡属性，i=1表示第一个尾涡，i=2表示第二个尾涡。
3、根据最大速度值点和最小速度值点位置坐标以及两个涡核中心位置坐标估计值分别解算出第一个和第二个涡核半径r c1、r c2。
由最大速度值点位置坐标
Figure DEST_PATH_IMAGE030
和最小速度值点位置坐标
Figure DEST_PATH_IMAGE031
以 及估计出的探测系统分别到两个尾涡涡核的距离R oi ，可解算处第一个涡核半径和第二个涡 核半径r c1、r c2分别为
Figure DEST_PATH_IMAGE032
（3）
基于上述技术原理，空中尾涡特征参数提取的过程为：
步骤31、提取两个尾涡的正径向速度包络
Figure DEST_PATH_IMAGE033
和负径向速度包络
Figure DEST_PATH_IMAGE034
，分 别寻找到正向速度包络曲线
Figure DEST_PATH_IMAGE035
上最大速度值点位置坐标
Figure DEST_PATH_IMAGE036
和负向速 度包络
Figure DEST_PATH_IMAGE037
上最小速度值点位置坐标
Figure DEST_PATH_IMAGE038
；
步骤32、根据两个尾涡的最大速度值点位置坐标
Figure DEST_PATH_IMAGE039
和最小速度值点位置坐 标
Figure DEST_PATH_IMAGE040
，利用尾涡特征解算算法提取出两个尾涡的涡核位置
Figure DEST_PATH_IMAGE041
；
步骤33、根据最大速度值点和最小速度值点位置坐标以及两个涡核位置坐标估计值分别解算出第一、第二个涡核半径r c1 和r c2 。
步骤四、单目标或多目标判定。
本实施例利用上述步骤三所提取出的涡核半径来进行大小比较，进而判定是单架隐身飞机还是编队隐身飞机。单目标或多目标判定的具体原理为：
如附图10所示，飞机尾涡分为四个阶段：产生阶段、稳定阶段、减弱阶段和消逝阶段。处于产生阶段、稳定阶段和减弱阶段时，尾涡的漩涡状态较为明显，涡核半径有一定数值大小，且不同阶段涡核半径逐渐增大；当处于消逝阶段，尾涡的漩涡状态基本消失，涡核半径近乎为零。
当该低可观测性目标为单架次隐身飞机，邻近无其他隐身飞机时，所提取的第一个涡核和第二个涡核均应处于同一状态，那么第一和第二个涡核的涡核半径r c1 、r c2 应近似相等，即r c1 ≈r c2 。当两者相差较大时，表明第一个涡核和第二个涡核处于两种不同阶段，产生这一情况的原因就在于其中一个尾涡正处于扩大。排除大气风切变等背景大气风场影响，尾涡扩大的原因只能为其附近存在着与该尾涡漩涡方向相反的其他尾涡，诱导加速其扩散，从而导致原本属于同一隐身目标的翼尖尾涡涡核半径r c 数值变化较大。即
Figure DEST_PATH_IMAGE042
（4）
基于上述技术原理，单目标或多目标判定的过程为：
步骤41、比较第一个、第二个尾涡的涡核半径r c1 和r c2 ，得到涡核半径大小比较结果；
步骤42、根据比较结果，判定是否是单目标还是多目标。当
Figure DEST_PATH_IMAGE043
时，判定为单个隐 身目标；当
Figure DEST_PATH_IMAGE044
时，则判定为存在着多个隐身目标，即该隐身飞机外附近还存在其他隐身飞机。
Figure DEST_PATH_IMAGE045
是常数判决阈值，其大小是预先设置的，根据隐身飞机类型和探测区域背景风 场统计来确定。
最后应说明的是，以上实施方式仅用以说明本发明实施例的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明实施例的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明实施例的技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种基于相干激光探测空中尾涡的单/多目标判定方法，其特征在于，所述的判定方法包括以下步骤：
步骤一、空中尾涡的相干激光探测，包含下列子步骤：
步骤1.1、相干激光探测系统发射脉冲激光束对可能存在隐身目标翼尖尾涡的空域进行扫描，扫描采用RHI扫描方式，固定方位角，在俯仰角进行扫描；
步骤1.2、望远镜接收到大气分子或气溶胶粒子的后向散射激光回波，采用外差探测方式检测接收到的大气分子或气溶胶粒子的后向散射激光回波，得到包含大气风场多普勒频移信息的中频回波电信号；
步骤二、空间径向速度分布信息获取，包含下列子步骤：
步骤2.1、降噪处理：对激光回波中频信号进行脉冲积累和采用经验模式分解法EMD进行处理；脉冲积累次数为5—25；
步骤2.2、提取激光回波多普勒信息：对处理后的激光回波中频信号进行快速傅里叶变换来获取尾涡回波多普勒频谱；
步骤2.3、将多普勒频谱转换为速度谱，并提取得到径向速度正包络和负包络，再根据扫描装置提供的角度信息和回波时间所得到的距离信息，得到原始的空间径向速度分布；
步骤2.4、滤除大气背景风场：将上述原始空间径向速度分布滤除大气背景风场，得到更接近实际尾涡诱导的速度的空间径向速度分布；
步骤三、提取空中尾涡特征参数：根据所得到的滤除大气背景风场的空间径向速度分布，使用尾涡特征解算算法求出尾涡的涡核位置和半径；
步骤四、单目标或多目标判定：比较所提取出的涡核半径大小，判定目标是单目标还是多目标。
2.根据权利要求1所述的一种基于相干激光探测空中尾涡的单/多目标判定方法，其特征在于：所述的相干激光探测系统中的激光波长为1.55nm，输出能量为0—50mJ，脉冲宽度为400ns，探测带宽为80MHz，重复频率为500Hz，脉冲积累数为5-25，光学收集效率为0.20，望远镜接收孔径为0.3m，采样间隔为2ns，滤光片波长宽度为0.1nm，接收视场角为0.5mrad，相干激光探测系统扫描速度为2°/s。
3.根据权利要求2所述的一种基于相干激光探测空中尾涡的单/多目标判定方法，其特征在于：所述的脉冲积累具体包括：将5次的激光回波脉冲进行累加，得到累积后的激光回波脉冲。
4.根据权利要求1所述的一种基于相干激光探测空中尾涡的单/多目标判定方法，其特征在于：所述的步骤三中提取空中尾涡特征参数步骤包括以下子步骤；
步骤3.1、提取两个尾涡的正径向速度包络和负径向速度包络，分别寻找到正向速度包络曲线上最大速度值点位置坐标和负向速度包络上最小速度值点位置坐标；
步骤3.2、根据两个尾涡的最大速度值点位置坐标和最小速度值点位置坐标 ，提取出两个尾涡的涡核位置；
步骤3.3、根据最大速度值点和最小速度值点位置坐标以及两个涡核位置坐标估计值分别解算出第一、第二个涡核半径。
5.根据权利要求1所述的一种基于相干激光探测空中尾涡的单/多目标判定方法，其特征在于：所述的步骤四中单目标或多目标判定步骤包括以下子步骤：
步骤4.1、比较第一和第二个尾涡的涡核半径，得到涡核半径大小比较结果；
步骤4.2、比较结果，判定是否是单目标还是多目标，
当涡核半径大小近似相等时，判定为单个隐身目标；
当核半径之差超过判定阈值时，判定为多个隐身目标。
6.根据权利要求1所述的一种基于相干激光探测空中尾涡的单/多目标判定方法，其特征在于：所述的降噪处理中：对激光回波中频信号采用经验模式分解法EMD进行处理，包括以下子步骤：
步骤2.11、输入经过数次脉冲积累的激光中频回波信号f(t)；
步骤2.12、用“筛选”函数进行分解或“筛选”，具体过程为：找出信号的局部极大值与极小值，分别用三次样条函数连接为一个上包络线和下包络线，并求出它们的均值
步骤2.13、如果计算激光中频回波信号f(t) 减去上包络线和下包络线的均值所得到的新的信号仍不满足本征模函数IMF的基本要求，则对新的信号重复上述操作，直到满足IMF条件；
步骤2.14、提取出步骤2.13中所得到的IMF分量；
步骤2.15、信号噪声集中在最开始的少数个IMF，用原始信号减去最开始的少数个IMF，即除去噪声；
步骤2.16、对上述除去噪声信号进行重构得到去噪后的新信号。
7.根据权利要求1所述的一种基于相干激光探测空中尾涡的单/多目标判定方法，其特征在于：在执行所述步骤2.2进行傅里叶变换获取尾涡回波多普勒谱过程中，采用插值法在M个采样点中插入3M个零点，使得傅里叶变换点数变为原来的四倍，以使速度分辨率相应提高四倍，其中M大于等于1。
8.根据权利要求1所述的一种基于相干激光探测空中尾涡的单/多目标判定方法，其特征在于：所述的获取第一个和第二个涡核的仰角和径向距离信息，指获得飞机左右尾涡信息。
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