CN112363118B - 一种卫星侦收雷达信号的快速高精度合批方法及系统 - Google Patents

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CN112363118B CN202110033274.0A CN202110033274A CN112363118B CN 112363118 B CN112363118 B CN 112363118B CN 202110033274 A CN202110033274 A CN 202110033274A CN 112363118 B CN112363118 B CN 112363118B
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Abstract

本发明给出了一种卫星侦收雷达信号的快速高精度合批方法，包括：获取两辐射源信号对应的脉冲序列、对应的脉冲样本图参数信息和参数变化最小时序单元；对两辐射源信号依次进行位置信息匹配、时间信息匹配和参数变化最小时序单元匹配；计算外推时两辐射源对应的脉冲持续时间；分别对参数变化最小时序单元匹配成功后对应辐射源信号在对应的脉冲持续时间内各个脉冲绝对到达时间、载频值和脉冲宽度值进行外推；将两辐射源信号在对应的脉冲持续时间内各个脉冲按照脉冲绝对到达时间进行排序后合并。本发明还给出了一种卫星侦收雷达信号的快速高精度合批系统。本发明能够降低系统内存压力和合批失败的概率，且处理速度快、处理精度高。

Description

一种卫星侦收雷达信号的快速高精度合批方法及系统
技术领域
本发明属于电子侦察数据处理技术领域，具体涉及一种卫星侦收雷达信号的快速高精度合批方法及系统。
背景技术
对于天基卫星侦察手段获取的密集雷达脉冲数据，经过重点目标筛选、常规分选自动处理后，得到的雷达辐射源往往存在大量的增批目标，即分选处理后得到的雷达数目大于交错全脉冲数据中实际存在的雷达数目。实现增批目标的快速高精度合批，去除重复的雷达辐射源信号，得到完整、准确的雷达辐射源信息，一方面能够赢取宝贵时间，进而对目标开展有针对性的电子干扰等进攻措施；另一方面能够同步实时更新目标参数、位置、活动情况等信息，进而迅速识别雷达目标的威胁等级和电磁环境态势，实现快速、准确的威胁告警。
现有的雷达辐射源信号合批方法，通常是基于分选完成后的辐射源全脉冲参数信息和对应的全脉冲序列进行分析，首先利用全脉冲参数比对方法，确定是否有可能为同一辐射源信号；然后利用辐射源信号对应的全脉冲序列，在时序、频域上进行比较、关联，进一步确定是否同一频率跳变信号被分选为两个频率固定类型信号，或者是否同一重复周期参差信号被分选为重复周期固定类型信号等；最后根据全脉冲关联结果，对于同一辐射源信号被分选为多个信号的情况，合并辐射源参数信息，将其合批为一个辐射源，并将其参数信息进行更新，对应脉冲序列进行合并，完成辐射源信号合批。
现有技术实现方案的思想是利用分选出的雷达信号参数和对应的全脉冲序列进行雷达辐射源合批。首先选取用于合批处理的雷达辐射源信号特征参数，通常情况下为位置信息参数（经度、纬度）、载频参数（RF）、脉宽参数（PW）、脉冲重复周期参数（PRI）；然后根据特征参数对于合批判定的重要性大小，对每一特征参数的置信度进行赋值；三是对两部分选完成的雷达信号参数信息进行合批比对，判定是否为同一部辐射源；四是对于判定为同一部雷达信号的情况，选取对应的两组脉冲序列，对各参数信息进行更新；五是根据合并后更新的各参数信息，将两部原雷达辐射源参数信息删除，形成合批后的雷达信号参数信息，并更新数据库信息和对应全脉冲数据信息。
时序关联是合批处理的关键环节，两个雷达信号对应脉冲序列能否关联成功，是判定是否合批的重要一环，现有技术利用两个雷达信号所对应的脉冲序列进行关联，由于分选处理后大概率存在脉冲丢失的情况，两个雷达信号对应的脉冲序列通常不能完整保存其变化特点，极易造成关联失败；同时，利用脉冲序列直接进行关联，通常脉冲数量较大，关联处理时间很长；此外，每一部分选后的雷达信号均保存有对应的脉冲序列，是对系统内存的极大占用，加大了系统存储成本。
但现有方法存在主要缺点如下：
（1）现有合批处理均是在分选流程结束以后开始，对于卫星侦收数据量较大的情况，往往存在处理时间较长，时效性较差的缺点。
（2）在进行各特征参数是否合批判别时，对于参数变化类型固定的辐射源能够实现较高准确率的合批处理，而对于RF捷变、PRI抖动、PRI组变等复杂变化类型的辐射源信号，由于脉冲丢失、数据量大等因素的影响，往往合批失败。
（3）现有技术在两辐射源的PRI参数判定为同一辐射源信号，需要全脉冲时序关联时，需要调用对应的全脉冲序列，一方面全脉冲序列的保存占用了大量内存，对存储器件成本要求较高；另一方面读取全脉冲序列再进行分析处理、合批完成后保存全脉冲序列耗费了大量时间和系统内存空间，严重影响信号处理的时效性。
发明内容
本发明的目的之一，在于提供一种卫星侦收雷达信号的快速高精度合批方法，该合批方法能够降低系统内存压力和合批失败的概率，且处理速度快、处理精度高，且有效避免脉冲丢失对时序关联的影响。
本发明的目的之二，在于提供一种卫星侦收雷达信号的快速高精度合批系统。
为了达到上述目的之一，本发明采用如下技术方案实现：
一种卫星侦收雷达信号的快速高精度合批方法，所述快速高精度合批方法包括如下步骤：
步骤一、获取两辐射源信号对应的脉冲序列；并从两辐射源信号对应的脉冲序列分别提取每个辐射源信号对应的脉冲样本图参数信息和参数变化最小时序单元；
步骤二、对两辐射源信号依次进行位置信息匹配、时间信息匹配和参数变化最小时序单元匹配；
步骤三、根据两辐射源信号对应的首脉冲绝对到达时间和末脉冲绝对到达时间，计算外推时两辐射源信号对应的脉冲持续时间；
步骤四、根据两辐射源信号对应的参数变化最小时序单元以及对应的首脉冲绝对到达时间和末脉冲绝对到达时间，分别对参数变化最小时序单元匹配成功后对应辐射源信号在对应的脉冲持续时间内各个脉冲绝对到达时间、载频值和脉冲宽度值进行外推，得到对应辐射源信号在对应的脉冲持续时间内各个脉冲绝对到达时间、载频值和脉冲宽度值；
步骤五、将步骤四中得到的两辐射源信号在对应的脉冲持续时间内各个脉冲按照脉冲绝对到达时间进行排序后合并，得到新脉冲序列。
进一步的，步骤一中，所述参数变化最小时序单元的提取过程为：
步骤11、从辐射源信号对应的脉冲序列中获取各个脉冲参数相匹配的脉冲并标志为1；
步骤12、计算匹配脉冲数量大于匹配脉冲个数门限值时对应脉冲和第一个脉冲的绝对到达时间差；并将所述绝对到达时间差作为参数变化最小时序单元骨架周期；
步骤13、提取出参数变化最小时序单元骨架周期内标志为1的脉冲参数后构成参数变化最小时序单元。
进一步的，步骤13中，所述参数变化最小时序单元为：
Figure 905010DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，PulseSeq为参数变化最小时序单元；PulseData(h).rf、PulseData(h).pw和PulseData(h).pri分别为脉冲序列中第h个脉冲RF参数、PW参数和PRI参数；h=1，2，…，H-1，H为参数变化最小时序单元的行数减去1后的值。
进一步的，步骤二中，所述位置信息匹配的具体过程为：
步骤211、根据两辐射源信号的经度值和纬度值，计算两辐射源的位置坐标；
步骤212、根据两辐射源的位置坐标，计算两辐射源之间的欧式距离；
步骤213、判断欧式距离是否小于距离阈值，并在判断为是时，则位置信息匹配成功。
进一步的，步骤211中，所述辐射源的位置坐标为：
x=(n+High)cos（πLong/180）cos（πLat/180）；
y=(n+High)cos（πLong/180）sin（πLat/180）；
z=(n(1-K)+High)sin（πLong/180）；
Figure 150047DEST_PATH_IMAGE002
；
其中，（x，y，z）为辐射源的位置坐标；K为第一偏心率平方值，K=0.00669437999013；A为地球长半轴半径值，A=6378.137km；π为圆周率，π=3.1415927；Long、Lat和High分别为辐射源信号的经度值、纬度值和高程值。
进一步的，步骤二中，当时间信息参数满足如下条件之一时，则所述时间信息匹配成功；
FirstToa i ≤FirstToa j ≤LastToa i ；或者，FirstToa j ≤FirstToa i ≤LastToa j ；
其中，FirstToa i 和LastToa i 分别为第i辐射源信号的首脉冲绝对到达时间和末脉冲绝对到达时间；FirstToa j 和LastToa j 分别为第j辐射源信号的首脉冲绝对到达时间和末脉冲绝对到达时间。
进一步的，步骤二中，所述参数变化最小时序单元匹配的具体过程为：
步骤221、设置第i和j辐射源信号对应的参数变化最小时序单元的行数分别为M和N，且M小于等于N；
步骤222、设第i和j辐射源信号对应的参数变化最小时序单元的行号k和r的初始值均为1，第i辐射源信号对应的参数变化最小时序单元中匹配的载频、脉冲宽度、脉冲重复周期的数量a、b和c的初始值均为0；
步骤223、计算第k和r行对应的载频值的差值的绝对值，记为第一绝对值；
步骤224、判断第一绝对值是否为小于等于载频阈值，如是，则令a=a+1，计算第k和r行对应的脉冲宽度值的差值的绝对值，记为第二绝对值，进入步骤225；如否，则令r=r+1，返回步骤223；
步骤225、判断第二绝对值是否为小于等于脉冲宽度阈值，如是，则令b=b+1，计算第k和r行对应的脉冲重复周期值的差值的绝对值，记为第三绝对值，进入步骤226；如否，则令r=r+1，返回步骤223；
步骤226、判断第三绝对值是否为小于等于脉冲重复周期阈值，如是，则令c=c+1，进入步骤227；如否，则令r=r+1，返回步骤223；
步骤227、判断k是否等于M，如是，则进入步骤228；如否，则令k=k+1，返回步骤223；
步骤228、判断a、b和c是否分别等于第i辐射源信号对应的载频、脉冲宽度、脉冲重复周期的数量，如是，则第i和j辐射源信号匹配成功，结束；如否，则第i和j辐射源匹配失败。
进一步的，步骤三中，所述外推时两辐射源对应的脉冲持续时间为：
DurTime i =max(LastToa i ，LastToa j )-FirstToa i ；
DurTime j =max(LastToa i ，LastToa j )-FirstToa j ；
其中，DurTime i 和DurTime j 分别为第i和j辐射源信号对应的脉冲持续时间；FirstToa i 和FirstToa j 分别为第i和j辐射源信号对应的脉冲序列中首脉冲绝对到达时间；LastToa i 和LastToa j 分别为第i和j辐射源信号对应的脉冲序列中末脉冲绝对到达时间。
进一步的，步骤四中，采用如下公式进行外推：
Toa(d)=FirstToa+PRI_frame·[floor(d,PRI_num)]+PulseSeq[mod(d,
PRI_num)].pri；
RF(d)=PulseSeq[mod(d,RF_num)].rf；
PW(d)=PulseSeq[mod(d,PW_num)].pw；
外推终止条件为：
Toa(d)≥LastToa；
其中，Toa(d)、RF(d)和PW(d)分别为辐射源信号的脉冲序列中第d个脉冲绝对到达时间、载频值和脉冲宽度值；FirstToa为对应辐射源信号的首脉冲绝对到达时间；LastToa为两辐射源信号对应的脉冲序列中大末脉冲绝对到达时间；PRI_num、RF_num和PW_num分别为对应辐射源信号的PRI参数值、RF参数值和PW参数值的个数，mod(d,RF_num)为d除以RF_num取余数运算，mod(d,PW_num)为d除以PW_num取余数运算，mod(d,PRI_num)为d除以PRI_num取余数运算，floor(d,PRI_num)为d除以PRI_mum的值向下取整；PulseSeq[mod(d,PRI_num)].pri为参数变化最小时序单元中第mod(d,PRI_num)个脉冲对应的PRI值；PulseSeq[mod(d,RF_num)].rf为参数变化最小时序单元中第mod(d,RF_num)个脉冲对应的RF值；PulseSeq[mod(d,PW_num)].pw为参数变化最小时序单元中第mod(d,PW_num)个脉冲对应的PW值。
为了达到上述目的之二，本发明采用如下技术方案实现：
一种卫星侦收雷达信号的快速高精度合批系统，所述快速高精度合批系统采用上述所述的快速高精度合批方法实现合批。
本发明的有益效果：
本发明通过获取的两辐射源信号对应的脉冲序列并提取每个辐射源信号对应的脉冲样本图参数信息和参数变化最小时序单元；通过位置信息匹配、时间信息匹配和参数变化最小时序单元匹配；并根据两辐射源信号对应的首脉冲绝对到达时间和末脉冲绝对到达时间，计算外推时两辐射源对应的脉冲持续时间；分别对参数变化最小时序单元匹配成功后对应辐射源信号在对应的脉冲持续时间内各个脉冲绝对到达时间、载频值和脉冲宽度值进行外推后按照脉冲绝对到达时间进行排序后合并，降低了系统内存压力和合批失败的概率，提高了处理速度和处理精度；通过参数变化最小时序单元时序外推，有效避免了脉冲丢失对时序关联的影响；本发明采用分选结果触发启动式设计，当分选结果出现2个（含）以上的雷达信号时，合批处理系统开始工作，当分选结果中未进行合批处理的雷达信号个数为1个（含）以下时，合批处理系统停止工作，提高了合批处理的时效性，当卫星侦收信号数据量较大时，能够避免分选产生的雷达信号个数过多而导致的合批处理时间过长的问题，降低了时间成本，有效利用了时间间隙；合批处理触发式工作方式设计为在没有合批处理需求时停止工作，降低了系统的运行压力；本发明采用脉冲样本图进行合批判定，分选完成后保存每一雷达信号的脉冲样本图信息，通过比对两个雷达信号对应脉冲样本图的相似性，评价两雷达信号的相似性，不再根据某一个参数的相似性判定是否进行合批处理。这样一方面使得合批处理在流程设计上更加合理；另一方面提高了合批系统处理精度，降低了合批失败的概率。
附图说明
图1为本发明的卫星侦收雷达信号的快速高精度合批方法流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作出详细说明。
本实施例给出了一种卫星侦收雷达信号的快速高精度合批方法，参考图1，该快速高精度合批方法包括如下步骤：
S1、获取两辐射源信号对应的脉冲序列；并从两辐射源信号对应的脉冲序列分别提取每个辐射源信号对应的脉冲样本图参数信息和参数变化最小时序单元。
本实施例中，PSP脉冲样本图为：
Figure 460943DEST_PATH_IMAGE003
；
本实施例中，脉冲样本图参数信息包括首脉冲绝对到达时间FirstToa、末脉冲绝对到达时间LastToa、辐射源信号经度值Long、纬度值Lat和高程值High、辐射源信号的RF参数变化类型、辐射源信号的RF参数值的个数RF_num、辐射源信号RF参数的最小值RF_min、辐射源信号RF参数的最大值RF_max、辐射源信号的PW参数变化类型、辐射源信号的PW参数值的个数PW_num、辐射源信号PW参数的最小值PW_min、辐射源信号PW参数的最大值PW_max、辐射源信号的PRI参数变化类型、辐射源信号的PRI参数值的个数PRI_num、辐射源信号PRI参数的最小值PRI_min、辐射源信号PRI参数的最大值PRI_max和辐射源信号骨架周期PRI_frame；RF_type为辐射源信的RF参数变化类型，包括固定、跳变、脉间捷变和脉组捷变四种类型；PW_type为辐射源信号的PW参数变化类型，包括固定、可选择两种类型；PRI_type为辐射源信号的PRI参数变化类型，包括固定、抖动、参差、组变四种类型；PRI_frame为辐射源信号PRI骨架周期，即所有PRI相加所得值，对于PRI固定类型，其与PRI值相等，对于PRI抖动类型，其为一模糊值；PulseSeq为参数变化最小时序单元。
本实施例中，参数变化最小时序单元的提取过程为：
S11、从辐射源信号对应的脉冲序列中获取各个脉冲参数相匹配的脉冲并标志为1。
本实施例中，一般设置匹配脉冲个数门限值Number_Threshold=脉冲序列中脉冲数量N_number×0.5。当匹配脉冲数量Number_matched>Number_Threshold时，判定为此次移位对应的脉冲序列为参数变化最小时序单元。当两脉冲各参数满足如下公式时，则两脉冲匹配成功：
Figure 121731DEST_PATH_IMAGE004
；
其中，Toa(k)、Toa(1)、Toa(j)和Toa(1+i_shift)分别为脉冲序列中第k、1、j和1+i_shift个脉冲的绝对达到时间，i_shift为全脉冲移位位数，RF(k)和RF(j)分别为脉冲序列中第k和j个脉冲的载频（射频）值，PW(k) 和PW (j)分别为脉冲序列中第k和j个脉冲的脉冲宽度，T gate 、f gate1和pw gate 分别为PRI值分辨率（一般为1μs）、非脉间捷变类型辐射源RF参数匹配容差（一般为3MHz）和PW参数匹配容差（一般为0.1μs），k≠j。
S12、计算匹配脉冲数量大于匹配脉冲个数门限值时对应脉冲和第一个脉冲的绝对到达时间差；并将所述绝对到达时间差作为参数变化最小时序单元骨架周期；
本实施例的参数变化最小时序单元骨架周期T_frame为：
T_frame= Toa(1+i_shift)- Toa(1)。
S13、提取出参数变化最小时序单元骨架周期内标志为1的脉冲参数后构成参数变化最小时序单元。
本实施例中，参数变化最小时序单元为：
Figure 263999DEST_PATH_IMAGE005
；
其中，PulseSeq为参数变化最小时序单元；PulseData(h).rf、PulseData(h).pw和PulseData(h).pri分别为脉冲序列中第h个脉冲RF参数、PW参数和PRI参数；h=1，2，…，H-1，H为参数变化最小时序单元的行数减去1后的值。
Figure 617620DEST_PATH_IMAGE006
；
将绝对到达时间Toa转化为Ntoa，即可得到辐射源的参数变化最小时序单元，其中，
Figure 448435DEST_PATH_IMAGE007
。
S2、对两辐射源信号依次进行位置信息匹配、时间信息匹配和参数变化最小时序单元匹配。
本实施例中，位置信息匹配的具体过程为：
S211、根据两辐射源信号的经度值和纬度值，计算两辐射源的位置坐标。
本实施例辐射源的位置坐标为：
x=(n+High)cos（πLong/180）cos（πLat/180）；
y=(n+High)cos（πLong/180）sin（πLat/180）；
z=(n(1-K)+High)sin（πLong/180）；
Figure 178494DEST_PATH_IMAGE002
；
其中，（x，y，z）为辐射源的位置坐标；K为第一偏心率平方值，K=0.00669437999013；A为地球长半轴半径值，A=6378.137km；π为圆周率，π=3.1415927；Long、Lat和High分别为辐射源信号的经度值、纬度值和高程值。
S212、根据两辐射源的位置坐标，计算两辐射源之间的欧式距离；
本实施例中，欧式距离为：
Figure 112952DEST_PATH_IMAGE008
；
其中，Dis ij 为第i个辐射源和第j个辐射源的欧式距离；（x i ，y i ，z i ）和（x j ，y j ，z j ）分别为第i个辐射源和第j个辐射源的位置坐标。
S213、判断欧式距离是否小于距离阈值，并在判断为是时，则位置信息匹配成功。
本实施例中，当时间信息参数满足如下条件之一时，则时间信息匹配成功；
FirstToa i ≤FirstToa j ≤LastToa i ；或者，FirstToa j ≤FirstToa i ≤LastToa j ；
其中，FirstToa i 和LastToa i 分别为第i辐射源信号的首脉冲绝对到达时间和末脉冲绝对到达时间；FirstToa j 和LastToa j 分别为第j辐射源信号的首脉冲绝对到达时间和末脉冲绝对到达时间。
本实施例中，参数变化最小时序单元匹配的具体过程为：
S221、设置第i和j辐射源信号对应的参数变化最小时序单元的行数分别为M和N，且M小于等于N；
S222、设第i和j辐射源信号对应的参数变化最小时序单元的行号k和r的初始值均为1，第i辐射源信号对应的参数变化最小时序单元中匹配的载频、脉冲宽度、脉冲重复周期的数量a、b和c的初始值均为0；
S223、计算第k和r行对应的载频值的差值的绝对值，记为第一绝对值；
S224、判断第一绝对值是否为小于等于载频阈值，如是，则令a=a+1，计算第k和r行对应的脉冲宽度值的差值的绝对值，记为第二绝对值，进入S225；如否，则令r=r+1，返回S223。
若两辐射源的RF_type均不是脉间捷变类型，则第k和r行对应的载频值的差值=PulseSeq i (k).rf-PulseSeq j (r).rf。此时，第一绝对值小于等于非脉间捷变类型辐射源RF参数匹配容差（即载频阈值）f gate1。
若两辐射源的RF_type存在脉间捷变类型情况，则第k和r行对应的载频值的差值=PulseSeq i (k).rf-PulseSeq j (r).rf。此时，第一绝对值小于等于脉间捷变类型辐射源RF参数匹配容差（即载频阈值）f gate2（一般为f gate2=20MHz）。
S225、判断第二绝对值是否为小于等于脉冲宽度阈值，如是，则令b=b+1，计算第k和r行对应的脉冲重复周期值的差值的绝对值，记为第三绝对值，进入S226；如否，则令r=r+1，返回S223；
第k和r行对应的脉冲宽度值的差值=PulseSeq i (k).pw-PulseSeq j (r). pw，当满足如下条件之一，则令b=b+1；
PulseSeq i (k).pw>1μs，第二绝对值|PulseSeq i (k).pw-PulseSeq j (r).pw|≤ PulseSeq i (k).pw* pw percent +pw gate ；或者，PulseSeq i (k).pw≤1μs，第二绝对值|PulseSeq i (k).pw-PulseSeq j (r).pw|≤pw gate ；
其中，PW百分比容差pw percent =0.3，PW参数匹配容差pw gate =0.1μs。
第k和r行对应的脉冲重复周期值的差值= PulseSeq i (k).pri-PulseSeq j (r). pri。
S226、判断第三绝对值是否为小于等于脉冲重复周期阈值，如是，则令c=c+1，进入S227；如否，则令r=r+1，返回S223。
若两辐射源的PRI_type均不是PRI抖动类型，当满足如下条件之一时，则令c=c+1；
Figure 637474DEST_PATH_IMAGE009
；
若两辐射源的PRI_type存在PRI抖动类型的情况，则判断是否满足以下条件之一，则c=c+1；
Figure 719700DEST_PATH_IMAGE010
；
其中，非抖动类型辐射源PRI参数匹配容差PRI gate1=2μs，抖动类型辐射源PRI参数匹配容差PRI gate2=15μs。
S227、判断k是否等于M，如是，则进入S228；如否，则令k=k+1，返回S223；
S228、判断a、b和c是否分别等于第i辐射源信号对应的载频、脉冲宽度、脉冲重复周期的数量，如是，则第i和j辐射源信号匹配成功，结束；如否，则第i和j辐射源匹配失败。
当满足如下条件时，则两辐射源匹配成功；
Figure 987870DEST_PATH_IMAGE011
。
本实施例的位置参数容差（距离阈值）p gate =20km。卫星侦收的雷达全脉冲数据是包含位置参数信息的，经过前端预处理系统处理后，分选后的每一辐射源信号的位置参数以经度和纬度值表征。本发明在计算两辐射源的位置参数容差时，先将经纬度信息转化为三维坐标值，然后计算两坐标值的欧氏距离。非脉间捷变类型辐射源RF参数匹配容差f gate1=3MHz。脉间捷变类型辐射源RF参数匹配容差f gate2=20MHz。PW参数匹配容差pw gate =0.1μs。PW百分比容差pw percent =0.3。非抖动类型辐射源PRI参数匹配容差PRI gate1=2μs。抖动类型辐射源PRI参数匹配容差PRI gate2=15μs。PRI值分辨率T gate =1μs。
S3、根据两辐射源信号对应的首脉冲绝对到达时间和末脉冲绝对到达时间，计算外推时两辐射源信号对应的脉冲持续时间。
本实施例中，外推时两辐射源对应的脉冲持续时间为：
DurTime i =max(LastToa i ，LastToa j )-FirstToa i ；
DurTime j =max(LastToa i ，LastToa j )-FirstToa j ；
其中，DurTime i 和DurTime j 分别为第i和j辐射源信号对应的脉冲持续时间；FirstToa i 和FirstToa j 分别为第i和j辐射源信号对应的脉冲序列中首脉冲绝对到达时间；LastToa i 和LastToa j 分别为第i和j辐射源信号对应的脉冲序列中末脉冲绝对到达时间。
S4、根据两辐射源信号对应的参数变化最小时序单元以及对应的首脉冲绝对到达时间和末脉冲绝对到达时间，分别对参数变化最小时序单元匹配成功后对应辐射源信号在对应的脉冲持续时间内各个脉冲绝对到达时间、载频值和脉冲宽度值进行外推，得到对应辐射源信号在对应的脉冲持续时间内各个脉冲绝对到达时间、载频值和脉冲宽度值。
本实施例采用如下公式进行外推：
Toa(d)=FirstToa+PRI_frame·[floor(d,PRI_num)]+PulseSeq[mod(d,
PRI_num)].pri；
RF(d)=PulseSeq[mod(d,RF_num)].rf；
PW(d)=PulseSeq[mod(d,PW_num)].pw；
外推终止条件为：
Toa(d)≥LastToa；
其中，Toa(d)、RF(d)和PW(d)分别为辐射源信号的脉冲序列中第d个脉冲绝对到达时间、载频值和脉冲宽度值；FirstToa为对应辐射源信号的首脉冲绝对到达时间；LastToa为两辐射源信号对应的脉冲序列中大末脉冲绝对到达时间；PRI_num、RF_num和PW_num分别为对应辐射源信号的PRI参数值、RF参数值和PW参数值的个数，mod(d,RF_num)为d除以RF_num取余数运算，mod(d,PW_num)为d除以PW_num取余数运算，mod(d,PRI_num)为d除以PRI_num取余数运算，floor(d,PRI_num)为d除以PRI_mum的值向下取整；PulseSeq[mod(d,PRI_num)].pri为参数变化最小时序单元中第mod(d,PRI_num)个脉冲对应的PRI值；PulseSeq[mod(d,RF_num)].rf为参数变化最小时序单元中第mod(d,RF_num)个脉冲对应的RF值；PulseSeq[mod(d,PW_num)].pw为参数变化最小时序单元中第mod(d,PW_num)个脉冲对应的PW值。
S5、将步骤四中得到的两辐射源信号在对应的脉冲持续时间内各个脉冲按照脉冲绝对到达时间进行排序后合并，得到新脉冲序列。
将Pulse i 和Pulse j 按照脉冲绝对到达时间值大小进行升序排列，得到合成后的全脉冲序列PulsePlus ij ：
Figure 278299DEST_PATH_IMAGE012
。
合批后的辐射源的新脉冲样本图表示如下：
Figure 36040DEST_PATH_IMAGE013
。
新脉冲样本图中各个参数信息分别为：
Figure 543244DEST_PATH_IMAGE014
；
其中，FirstToa ij 、LastToa ij 、Long ij 、Lat ij 、High ij 、PRI_frame ij 和T_frame ij 分别为新全脉冲序列对应的脉冲样本图中首脉冲绝对到达时间、末脉冲绝对到达时间、经度值、纬度值、高程值、辐射源信号骨架周期和参数变化最小时序单元骨架周期。利用合批后的全脉冲序列PulsePlus ij 自相关匹配提取合批后的参数变化最小时序单元。删除原辐射源信息，两辐射源合批完成，将合批后的辐射源标记为已进行一次合批处理。
本实施例通过获取的两辐射源信号对应的脉冲序列并提取每个辐射源信号对应的脉冲样本图参数信息和参数变化最小时序单元；通过位置信息匹配、时间信息匹配和参数变化最小时序单元匹配；并根据两辐射源信号对应的首脉冲绝对到达时间和末脉冲绝对到达时间，计算外推时两辐射源对应的脉冲持续时间；分别对参数变化最小时序单元匹配成功后对应辐射源信号在对应的脉冲持续时间内各个脉冲绝对到达时间、载频值和脉冲宽度值进行外推后按照脉冲绝对到达时间进行排序后合并；降低了系统内存压力和合批失败的概率，提高了处理速度和合批精度；通过参数变化最小时序单元时序外推，有效避免了脉冲丢失对时序关联的影响；本实施例采用分选结果触发启动式设计，当分选结果出现2个（含）以上的雷达信号时，合批处理系统开始工作，当分选结果中未进行合批处理的雷达信号个数为1个（含）以下时，合批处理系统停止工作，提高了合批处理的时效性，当卫星侦收信号数据量较大时，能够避免分选产生的雷达信号个数过多而导致的合批处理时间过长的问题，降低了时间成本，有效利用了时间间隙；合批处理触发式工作方式设计为在没有合批处理需求时停止工作，降低了系统的运行压力；本实施例采用脉冲样本图进行合批判定，分选完成后保存每一雷达信号的脉冲样本图信息，通过比对两个雷达信号对应脉冲样本图的相似性，评价两雷达信号的相似性，不再根据某一个参数的相似性判定是否进行合批处理。这样一方面使得合批处理在流程设计上更加合理；另一方面提高了合批系统处理精度，降低了合批失败的概率。
另一实施例给出了一种卫星侦收雷达信号的快速高精度合批系统，该快速高精度合批系统采用上述实施例给出的快速高精度合批方法实现合批。
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 (9)

1.一种卫星侦收雷达信号的快速高精度合批方法，其特征在于，所述快速高精度合批方法包括如下步骤：
步骤一、获取两辐射源信号对应的脉冲序列；并从两辐射源信号对应的脉冲序列分别提取每个辐射源信号对应的脉冲样本图参数信息和参数变化最小时序单元；
步骤一中，所述参数变化最小时序单元的提取过程为：
步骤11、从辐射源信号对应的脉冲序列中获取各个脉冲参数相匹配的脉冲并标志为1；
步骤12、计算匹配脉冲数量大于匹配脉冲个数门限值时对应脉冲和第一个脉冲的绝对到达时间差；并将所述绝对到达时间差作为参数变化最小时序单元骨架周期；
步骤13、提取出参数变化最小时序单元骨架周期内标志为1的脉冲参数后构成参数变化最小时序单元；
步骤二、对两辐射源信号依次进行位置信息匹配、时间信息匹配和参数变化最小时序单元匹配；
步骤三、根据两辐射源信号对应的首脉冲绝对到达时间和末脉冲绝对到达时间，计算外推时两辐射源对应的脉冲持续时间；
步骤四、根据两辐射源信号对应的参数变化最小时序单元以及对应的首脉冲绝对到达时间和末脉冲绝对到达时间，分别对参数变化最小时序单元匹配成功后对应辐射源信号在对应的脉冲持续时间内各个脉冲绝对到达时间、载频值和脉冲宽度值进行外推，得到对应辐射源信号在对应的脉冲持续时间内各个脉冲绝对到达时间、载频值和脉冲宽度值；
步骤五、将步骤四中得到的两辐射源信号在对应的脉冲持续时间内各个脉冲按照脉冲绝对到达时间进行排序后合并，得到新脉冲序列。
2.根据权利要求1所述的快速高精度合批方法，其特征在于，步骤13中，所述参数变化最小时序单元为：
Figure FDA0002949497240000011
其中，PulseSeq为参数变化最小时序单元；PulseData(h).rf、PulseData(h).pw和PulseData(h).pri分别为脉冲序列中第h个脉冲RF参数、PW参数和PRI参数；h＝1，2，…，H-1，H为参数变化最小时序单元的行数减去1后的值。
3.根据权利要求1或2所述的快速高精度合批方法，其特征在于，步骤二中，所述位置信息匹配的具体过程为：
步骤211、根据两辐射源信号的经度值和纬度值，计算两辐射源的位置坐标；
步骤212、根据两辐射源的位置坐标，计算两辐射源之间的欧式距离；
步骤213、判断欧式距离是否小于距离阈值，并在判断为是时，则位置信息匹配成功。
4.根据权利要求3所述的快速高精度合批方法，其特征在于，步骤211中，所述辐射源的位置坐标为：
x＝(n+High)cos(πLong/180)cos(πLat/180)；
y＝(n+High)cos(πLong/180)sin(πLat/180)；
z＝(n(1-K)+High)sin(πLong/180)；
Figure FDA0002949497240000021
其中，(x，y，z)为辐射源的位置坐标；K为第一偏心率平方值，K＝0.00669437999013；A为地球长半轴半径值，A＝6378.137km；π为圆周率，π＝3.1415927；Long、Lat和High分别为辐射源信号的经度值、纬度值和高程值。
5.根据权利要求4所述的快速高精度合批方法，其特征在于，步骤二中，当时间信息参数满足如下条件之一时，则所述时间信息匹配成功；
FirstToai≤FirstToaj≤LastToai；或者，FirstToaj≤FirstToai≤LastToaj；
其中，FirstToai和LastToai分别为第i辐射源信号的首脉冲绝对到达时间和末脉冲绝对到达时间；FirstToaj和LastToaj分别为第j辐射源信号的首脉冲绝对到达时间和末脉冲绝对到达时间。
6.根据权利要求5所述的快速高精度合批方法，其特征在于，步骤二中，所述参数变化最小时序单元匹配的具体过程为：
步骤221、设置第i和j辐射源信号对应的参数变化最小时序单元的行数分别为M和N，且M小于等于N；
步骤222、设第i和j辐射源信号对应的参数变化最小时序单元的行号k和r的初始值均为1，第i辐射源信号对应的参数变化最小时序单元中匹配的载频、脉冲宽度、脉冲重复周期的数量a、b和c的初始值均为0；
步骤223、计算第k和r行对应的载频值的差值的绝对值，记为第一绝对值；
步骤224、判断第一绝对值是否为小于等于载频阈值，如是，则令a＝a+1，计算第k和r行对应的脉冲宽度值的差值的绝对值，记为第二绝对值，进入步骤225；如否，则令r＝r+1，返回步骤223；
步骤225、判断第二绝对值是否为小于等于脉冲宽度阈值，如是，则令b＝b+1，计算第k和r行对应的脉冲重复周期值的差值的绝对值，记为第三绝对值，进入步骤226；如否，则令r＝r+1，返回步骤223；
步骤226、判断第三绝对值是否为小于等于脉冲重复周期阈值，如是，则令c＝c+1，进入步骤227；如否，则令r＝r+1，返回步骤223；
步骤227、判断k是否等于M，如是，则进入步骤228；如否，则令k＝k+1，返回步骤223；
步骤228、判断a、b和c是否分别等于第i辐射源信号对应的载频、脉冲宽度、脉冲重复周期的数量，如是，则第i和j辐射源信号匹配成功，结束；如否，则第i和j辐射源匹配失败。
7.根据权利要求1或2所述的快速高精度合批方法，其特征在于，步骤三中，所述外推时两辐射源对应的脉冲持续时间为：
DurTimei＝max(LastToai，LastToaj)-FirstToai；
DurTimej＝max(LastToai，LastToaj)-FirstToaj；
其中，DurTimei和DurTimej分别为第i和j辐射源信号对应的脉冲持续时间；FirstToai和FirstToaj分别为第i和j辐射源信号对应的脉冲序列中首脉冲绝对到达时间；LastToai和LastToaj分别为第i和j辐射源信号对应的脉冲序列中末脉冲绝对到达时间。
8.根据权利要求1所述的快速高精度合批方法，其特征在于，步骤四中，采用如下公式进行外推：
Toa(d)＝FirstToa+PRI_frame·[floor(d,PRI_num)]+PulseSeq[mod(d,
PRI_num)].pri；
RF(d)＝PulseSeq[mod(d,RF_num)].rf；
PW(d)＝PulseSeq[mod(d,PW_num)].pw；
外推终止条件为：
Toa(d)≥LastToa；
其中，Toa(d)、RF(d)和PW(d)分别为辐射源信号的脉冲序列中第d个脉冲绝对到达时间、载频值和脉冲宽度值；FirstToa为对应辐射源信号的首脉冲绝对到达时间；LastToa为两辐射源信号对应的脉冲序列中大末脉冲绝对到达时间；PRI_frame为辐射源信号骨架周期；PRI_num、RF_num和PW_num分别为对应辐射源信号的PRI参数值、RF参数值和PW参数值的个数，mod(d,RF_num)为d除以RF_num取余数运算，mod(d,PW_num)为d除以PW_num取余数运算，mod(d,PRI_num)为d除以PRI_num取余数运算，floor(d,PRI_num)为d除以PRI_mum的值向下取整；PulseSeq[mod(d,PRI_num)].pri为参数变化最小时序单元中第mod(d,PRI_num)个脉冲对应的PRI值；PulseSeq[mod(d,RF_num)].rf为参数变化最小时序单元中第mod(d,RF_num)个脉冲对应的RF值；PulseSeq[mod(d,PW_num)].pw为参数变化最小时序单元中第mod(d,PW_num)个脉冲对应的PW值。
9.一种卫星侦收雷达信号的快速高精度合批系统，其特征在于，所述快速高精度合批系统采用权利要求1～8中任意一项所述的快速高精度合批方法实现合批。
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