CN114488151A

CN114488151A - 针对观测船只的主被动联合探测方法、装置及设备和介质

Info

Publication number: CN114488151A
Application number: CN202210362777.7A
Authority: CN
Inventors: 关欣; 胡玉新; 张妤姝; 仲利华; 韩冰; 王晓晨; 洪文; 丁赤飚
Original assignee: Aerospace Information Research Institute of CAS
Current assignee: Aerospace Information Research Institute of CAS
Priority date: 2022-04-08
Filing date: 2022-04-08
Publication date: 2022-05-13
Anticipated expiration: 2042-04-08
Also published as: CN114488151B

Abstract

本发明提供了一种针对观测船只的主被动联合探测方法，包括：根据观测船只的目标类型、地理区域和辐射源工作频段，选择主被动联合探测模式；在确定主被动联合探测模式为同时同频段的情况下，根据SAR的收发时序，确定无混叠被动探测时间窗口和混叠被动探测时间窗口；在无混叠被动探测时间窗口内接收观测船只发射的与SAR回波信号无混叠的电子信号，在混叠被动探测时间窗口内接收混合信号；从混合信号中分离出SAR回波信号和与SAR回波信号混叠的电子信号；根据SAR回波信号、与SAR回波信号无混叠的电子信号和与SAR回波信号混叠的电子信号，提取观测船只的图像和电磁特征信息。本发明还提供了一种针对观测船只的主被动联合探测装置、设备和介质。

Description

针对观测船只的主被动联合探测方法、装置及设备和介质

技术领域

本发明涉及微波成像技术领域和电子探测技术领域，具体涉及一种针对观测船只的主被动联合探测方法、装置及设备和介质。

背景技术

合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）技术通过主动发射宽带电磁波信号并接收地物反射回波，以实现探测。经典的电子探测技术不发射电磁波，仅通过被动接收船只发射的雷达、通信等电磁信号完成对辐射源的定位和电磁特征的识别等。

但是，SAR技术在目标场景中探测能力受限。经典的电子探测计算受到辐射源复杂多变、信源数量多、被动探测缺少先验信息等制约，存在定位精度不高、辨识结果置信度低、电磁静默下迅速失效等问题。即使对SAR探测和电子探测的独立探测数据进行关联融合，获取探测数据往往是非同时相的，难以实现多源数据信号级的深层次信息挖掘和融合应用。同时，从SAR探测数据中分离混叠的辐射源信号时，由于系统工作模式并非主被动联合探测的方式，辐射源的可观测性也受到限制。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了针对船只的主被动联合探测方法、装置、设备和介质。

根据本发明的第一个方面，提供了一种针对船只的主被动联合探测方法，包括：根据观测船只的目标类型、地理区域和辐射源工作频段，选择主被动联合探测模式，所述主被动联合探测模式包括同时分频段、同时分空域和同时同频段；在确定所述主被动联合探测模式为同时同频段的情况下，根据SAR的收发时序，确定无混叠被动探测时间窗口和混叠被动探测时间窗口；在所述无混叠被动探测时间窗口内接收所述观测船只发射的与SAR回波信号无混叠的电子信号，在所述混叠被动探测时间窗口内接收混合信号，所述混合信号包括SAR回波信号和所述观测船只发射的与所述SAR回波信号混叠的电子信号；从所述混合信号中分离出SAR回波信号和与所述SAR回波信号混叠的电子信号；以及根据所述SAR回波信号、所述与SAR回波信号无混叠的电子信号和所述与SAR回波信号混叠的电子信号，提取所述观测船只的图像和电磁特征信息。

根据本发明的实施例，所述从所述混合信号中分离出SAR回波信号和与所述SAR回波信号混叠的电子信号，包括：根据所述混合信号，生成SAR图像；对所述SAR图像进行船只目标检测，得到所述观测船只的位置信息和速度信息；以及以所述位置信息和所述速度信息为基础，确定与所述SAR回波信号混叠的电子信号的分布区域，以从所述混合信号中分离出所述SAR回波信号和所述电子信号。

根据本发明的实施例，所述以所述位置信息和所述速度信息为基础，确定与所述SAR回波信号混叠的电子信号的分布区域，以从所述混合信号中分离出电子信号，包括：根据所述位置信息和所述速度信息，计算所述SAR和所述船只之间的星地几何关系，得到电子信号的多通道相位差，所述电子信号包括与所述SAR回波信号混叠的电子信号和与所述SAR回波信号无混叠的电子信号；以及通过与干扰检测提取的电子信号脉冲比对，根据所述电子信号的多通道相位差，从所述混合信号中分离出所述SAR回波信号和所述电子信号。

根据本发明的实施例，所述根据观测船只的目标类型、地理区域和辐射源工作频段，选择主被动联合探测模式，包括：根据所述观测船只的地理区域，判断所述SAR与所述观测船只是否位于同一空域；若所述SAR与所述观测船只不位于同一空域，则采用同时分空域探测模式；若所述SAR与所述观测船只位于同一空域，则根据所述观测船只的目标类型和辐射源工作频段，判断是否能区分所述SAR与所述观测船只的信号探测频段；若能区分所述SAR与所述观测船只的信号探测频段，则采取同时分频探测模式；以及若不能区分所述SAR与所述观测船只的信号探测频段，则采用同时同频探测模式。

根据本发明的实施例，所述方法还包括：根据所述SAR的距离像无模糊探测范围，确定所述SAR发射脉冲信号的最小脉冲重复频率；在所述最小脉冲重复频率的约束下，生成发射脉冲序列，所述发射脉冲序列的脉冲重复频率是变化的；根据所述发射脉冲序列，生成所述无混叠被动探测时间窗口。

根据本发明的实施例，所述方法还包括：设置多组时间窗口，所述多组时间窗口具有不同时长；在多组时间窗口内被动接收多组电子信号，以判断所述多组电子信号的信号质量；根据所述信号质量，调整所述无混叠被动探测时间窗口。

根据本发明的实施例，所述方法，还包括：在确定所述主被动联合探测模式为同时分频段或同时分空域的情况下，通过SAR主动探测方式提取SAR目标图像，以及通过被动探测方式提取电子信号；以及根据所述SAR目标图像和所述电子信号，提取所述观测船只的图像和电磁特征信息

本发明的第二方面提供了一种针对船只的主被动联合探测装置，包括：选择模块，用于根据观测船只的目标类型、地理区域和辐射源工作频段，选择主被动联合探测模式，所述主被动联合探测模式包括同时分频段、同时分空域和同时同频段；确定模块，用于在确定所述主被动联合探测模式为同时同频段的情况下，根据SAR的收发时序，确定无混叠被动探测时间窗口和混叠被动探测时间窗口；接收模块，用于在所述无混叠被动探测时间窗口内接收所述观测船只发射的与SAR回波信号无混叠的电子信号，在所述混叠被动探测时间窗口内接收混合信号，所述混合信号包括SAR回波信号和所述观测船只发射的与所述SAR回波信号混叠的电子信号；分离模块，用于从所述混合信号中分离出SAR回波信号和与所述SAR回波信号混叠的电子信号；以及提取模块，用于根据所述SAR回波信号、所述与SAR回波信号无混叠的电子信号和所述与SAR回波信号混叠的电子信号，提取所述观测船只的图像和电磁特征信息。

本发明的第三方面提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序，其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行上述针对船只的探测方法。

本发明的第四方面还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行指令，该指令被处理器执行时使处理器执行上述针对船只的探测方法。

本发明针对远域海面的船只提供了一种的联合SAR信号和电子信号的一体化探测方法，并支持对同时相探测数据的处理。在探测过程中，设计SAR发射脉冲信号的脉冲重复频率，以在SAR的收发信号间隙接收无混叠的电子信号，降低SAR信号和电子信号之间的相互影响。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述内容以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示意性示出了根据本发明实施例的针对船只的探测方法的示意图；

图2示意性示出了根据本发明实施例的针对船只的探测方法的流程图；

图3示意性示出了根据本发明实施例的SAR主动收发与被动探测接收时序的示意图；

图4示意性示出了根据本发明实施例的提取SAR回波信号和电子信号的流程图；

图5示意性示出了根据本发明实施例的SAR与船只之间几何关系的示意图；

图6示意性示出了根据本发明实施例的针对船只的探测装置的结构框图；以及

图7示意性示出了根据本发明实施例的适于针对船只的探测方法的电子设备的方框图。

具体实施方式

以下，将参照附图来描述本发明的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本发明实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本发明。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。

在此使用的所有术语（包括技术和科学术语）具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释（例如，“具有A、B和C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等）。

本发明的实施例提供了一种针对船只的探测方法，包括根据观测船只的目标类型、地理区域和辐射源工作频段，选择主被动联合探测模式，主被动联合探测模式包括同时分频段、同时分空域和同时同频段；在确定主被动联合探测模式为同时同频段的情况下，根据SAR的收发时序，确定无混叠被动探测时间窗口和混叠被动探测时间窗口；在无混叠被动探测时间窗口内接收观测船只发射的与SAR回波信号无混叠的电子信号，在混叠被动探测时间窗口内接收混合信号，混合信号包括SAR回波信号和观测船只发射的与SAR回波信号混叠的电子信号；从混合信号中分离出SAR回波信号和与SAR回波信号混叠的电子信号；以及根据SAR回波信号、与SAR回波信号无混叠的电子信号和与SAR回波信号混叠的电子信号，提取观测船只的图像和电磁特征信息。

图1示意性示出了根据本发明实施例的针对船只的探测方法的示意图。

在同时同频探测过程中，SAR在接收被观测对象反射回来的SAR回波信号时也会接收到被观测对象搭载的同波段雷达等辐射源有意识或无意识发射的电子信号。通常，同频段雷达辐射源产生的电子信号会被视作干扰信号，可以通过干扰信号检测从SAR回波信号中分离出干扰信号以作为电子信号。但当电子信号强度并没有远高于SAR信号时，例如受辐射源发射旁瓣信号等情况的影响，分离得到的电子信号通常置信度很低，因而无法有效地利用电子信号进行探测。

本发明提供的针对船只的探测方法，通过SAR成像算法确定被测船只的相关运动参数，再根据被测船只的相关运动参数辅助分离SAR回波信号中的电子信号，提高电子信号的置信度，进而提高探测准确度。

图2示意性示出了根据本发明实施例的针对观测船只的主被动联合探测方法的流程图。

如图2所示，该实施例的针对观测船只的主被动联合探测方法包括操作S210~操作S2450。

在操作S210，根据观测船只的目标类型、地理区域和辐射源工作频段，选择主被动联合探测模式。

主被动联合探测模式包括同时分频段、同时分空域和同时同频段。

示例性地，可以根据观测船只的地理区域，判断SAR与观测船只是否位于同一空域，若SAR与观测船只不位于同一空域，则采用同时分空域探测模式。在同时分空域探测模式中，由于SAR信号的波束方向性较强，电子探测可以通过多通道合成波束，以实现与SAR信号实现空域的分离。但是，由于在空域分离的情况下，无法通过SAR技术和电子探测技术对同一海面的目标实现探测，进而也无法进行SAR信号和电子信号的联合应用。因此要根据所需观测目标的分布进行判断，SAR和电子探测的观测目标不在同一波束区域内，可以同时分空域探测。

若SAR与观测船只位于同一空域时，可以根据观测船只的目标类型和辐射源工作频段，判断是否能区分SAR与观测船只的信号探测频段。

SAR常用频段为P、L、C、X等频段，其中X频段海面舰船雷达相对较少，L频段雷达辐射源较多，P频段导航、通信等信号较多。因此，如果可以根据观测船只搭载的辐射源发射的电子信号的频段特点，判断被动探测选用频段（观测船只的信号探测频段）是不是能避开SAR的工作频段，从而实现同时分频。若能区分SAR与观测船只的信号探测频段，则采用同时相分频段探测模式。但是如果避开SAR工作频段后电子探测会存在对应频段探测信息缺失，则选取同时同频工作模式。

在操作S220，在确定主被动联合探测模式为同时同频段的情况下，根据SAR的收发时序，确定无混叠被动探测时间窗口和混叠被动探测时间窗口。

在同时同频段探测模式中，观测船只搭载的辐射源产生的电子信号与SAR发射的脉冲信号以及回波信号之间会产生交叠，且相互之间产生影响。因此需要设计SAR主动探测和被动电子探测的配合工作时序。

在本发明实施例中，SAR回波信号是SAR发射的脉冲信号发生地物发射所产生的。通过设计SAR的信号收发时间实现对电子信号的无干扰接收，以避免SAR回波信号和观测船只搭载的辐射源发射的电子信号之间会产生混叠现象。

图3示意性示出了根据本发明实施例的SAR主动收发与被动探测接收时序的示意图。

如图3所示，在SAR的收发时序中可以得知，SAR主动发射一串脉冲信号后，通常要间隔一段时间才能接收回波信号。因此，SAR的信号收发时间间隔可以形成无混叠时间段。在无混叠时间段内接收的电子信号，能够保证接收的观测船只搭载的辐射源产生的电子信号与SAR回波不发生重叠和也不产生距离模糊现象。

通过设计SAR发射脉冲信号的脉冲重复频率PRF，可以形成SAR的收发时序。SAR的收发时序包括用于接收电子信号的无混叠被动探测时间窗口和用于接收与SAR信号混叠的电子信号的混叠被动探测时间窗口。根据实际的探测情况，可以设置尽可能低的脉冲重复频率PRF以获得较大的时间窗口，进而具有较长的时间接收无混叠的电子信号。

需要说明的是，由于实际的时间窗口较短，因此实现的SAR-电子联合探测也近似为同时相的。

尽可能低的脉冲重复频率PRF可以获得较大的无混叠被动探测时间窗口，但SAR的脉冲重复频率PRF不能无限制地降低。当脉冲重复频率PRF降低到某一极限值时，可能会造成不同脉冲信号对应的SAR回波信号出现在同一接收时间段内，引起SAR的距离像模糊。

在本发明实施例中，由于设置固定的脉冲重复频率PRF，只能在单一的时间窗口内接收固定的部分电子信号，接收能力较弱。因此，本发明中SAR发射脉冲信号的脉冲重复频率是变化的。SAR以可变脉冲重复频率发射脉冲信号，以构成不同时间窗口。不同的时间窗口可以实现更多的无混叠电子信号脉冲接收方式，获得多组不同的探测结果，进而实现更复杂的联合探测方式。

在可变的脉冲重复频率的作用下，可以确定多组时间窗口。每组时间窗口可能具有不同时长，或者发生在不同时刻下。例如，第一组时间窗口由t₁时刻开始，t₂时刻结束，时长为T₁；第二组时间窗口由t₃时刻开始，t₄时刻结束，时长也为T₁；第三组时间间隔由t₁时刻开始，t₅时刻结束，时长也为T₂。

采用固定的脉冲重复频率只能接收到固定时间内的电子信号，探测能力有限。因此需要改变时间间隔的时长或者时刻，以被动接收到其他时间窗口内的电子信号，进而提高探测电子信号的范围。

本发明提供一种确定无混叠被动探测时间窗口的实施例。

在本发明实施例中，在不断减小SAR发射脉冲信号的脉冲重复频率PRF时，可能会出现SAR的距离像模糊的问题。因此在确保SAR的距离像无模糊的探测范围内，确定SAR发射脉冲信号的脉冲重复频率最小值。此时可在不影响SAR成像的情况下，获得最大的无混叠被动探测时间窗口。在脉冲重复频率最小值的约束下，可以设置多个脉冲重复频率，以生成脉冲重复频率是变化的发射脉冲序列。进而根据脉冲重复频率是变化的发射脉冲序列，生成无混叠被动探测时间窗口。此时，无混叠被动探测时间窗口也是可变的。

通过可变的无混叠被动探测时间窗口可以探测到更多范围的电子信号，进而探测到更为准确的电子信号，以提高对观测船只的探测能力。

本发明还提供另一种确定无混叠被动探测时间窗口的实施例。

在本发明实施例中，设置具有不同时长的多组时间窗口，在多组时间窗口内被动接收多组电子信号，并检测该多组电子信号的信号质量。由于时间窗口的时长也会影响到SAR回波信号的质量，进而根据接收到的电子信号和SAR回波信号的质量，调整原始的无混叠被动探测时间窗口。由此既确保了能接收到多种时间窗口内的电子信号，又能保证SAR回波信号和电子信号携带的探测数据的质量。

继续参见图2，在操作S230，在无混叠被动探测时间窗口内接收观测船只发射的与SAR回波信号无混叠的电子信号，在混叠被动探测时间窗口内接收混合信号，混合信号包括SAR回波信号和观测船只发射的与SAR回波信号混叠的电子信号。

观测船只作为被观测对象，船只上安装于辐射源，例如，雷达。船只上的辐射源会不间断发射电子信号。在SAR的信号收发间隔内，即在无混叠被动探测时间窗口内仅会被动接收到无混叠的电子信号。在混叠被动探测时间窗口内会同时接收到SAR回波信号和观测船只发射的电子信号。此时，混叠被动探测时间窗口内收到SAR回波信号和观测船只发射的电子信号是混叠的。

在本发明实施例中，在可变的无混叠被动探测时间窗口内分别被动接收船只辐射源发射的电子信号，可以得到多组无混叠的电子信号。由于在时间窗口内只能被动接收到船只辐射源发射的部分电子信号，通过具有不同时长或发生在不同时刻下的多种时间窗口，可以接收到不同部分的电子信号。通过设计多组不同的时间窗口，可以被动接收到船只辐射源发出的电子信号的多个部分，进而可以接收到完整的电子信号。

在操作S240，从混合信号中分离出SAR回波信号和与SAR回波信号混叠的电子信号。

SAR回波信号由SAR发射的脉冲信号发生地物反射而产生。与SAR回波信号混叠的电子信号是在接收SAR回波信号的时间段内接收到的船只辐射源发射电子信号。

由于接收SAR回波信号占用的时间较长，无法保证能够在时间窗口内被动接收到船只辐射源发射的完整电子信号，因此为了避免信息损失，还需要从接收到的SAR回波信号中分离出电子信号，以获得更完整的电子信号。

在操作S250，根据SAR回波信号、与SAR回波信号无混叠的电子信号和与SAR回波信号混叠的电子信号，提取观测船只的图像和电磁特征信息。

在本发明实施例中，SAR回波信号作为SAR探测数据，与SAR回波信号无混叠电子信号作为无混叠被动探测时间窗口内接收到电子探测数据，与SAR回波信号混叠的电子信号作为从混合信号中分离出的电子探测数据，探测数据可认为均是同时相的。通过可观测性更高的探测数据，可以实现对被测船只的精准定位和相关运动参数的获取。

在本发明实施例中，在操作S210，根据观测船只的目标类型、地理区域和辐射源工作频段，选择主被动联合探测模式的步骤之后，探测方法还包括在确定主被动联合探测模式为同时分频段或同时分空域的情况下，通过SAR主动探测方式提取SAR目标图像，以及通过被动探测方式提取电子信号；以及根据SAR目标图像和电子信号，提取观测船只的图像和电磁特征信息。

通过本发明实施例，联合SAR和电子信号的工作模式，实现同时相和准同时相的联合探测，提升SAR和电子探测的可观测性。通过对SAR和电子探测工作时序的配合设计，在无混叠时间对尽可能多的接收电子信号，提高电子信号的被动探测效果，降低SAR信号和电子信号之间的相互影响。同时还采用SAR的可变脉冲重复频率通过构成不同的时间窗口实现对更多的无混叠电子信号脉冲的接收。

图4示意性示出了根据本发明实施例的分离混叠电子信号的流程图。

如图4所示，操作S240，从SAR回波信号中分离出观测船只辐射源发射的第二电子信号包括操作S410~操作S440。

在操作S410，根据混合信号，生成SAR图像。

在操作S420，对SAR图像进行船只目标检测，得到观测船只的位置信息和速度信息。

在SAR图像的图像域上可对电子信号和SAR回波信号进行分离，提取SAR回波信号。船只的运动会引起历程变化，这会使得SAR图像中运动目标的位置发生偏移，偏移的距离与运动速度、成像几何等参数有关。但是船只搭载的辐射源雷达所产生的信号不会被成像算法压缩，也就是接收到的电子信号不会被成像算法压缩，在SAR图像域电子信号仍然保留在原来的位置。因此可以在SAR图像的图像域上对混叠的SAR回波信号和电子信号进行分离。

在本发明实施例中，SAR成像过程中SAR回波信号的接收历程与船只的运动速度、SAR运动速度等有关，因此可以根据SAR回波信号，获取与SAR和船只相关的运动参数，进而根据运动参数，估计船只的位置信息和速度信息。

图5示意性示出了根据本发明实施例的SAR与船只之间几何关系的示意图。以发射相位中心为坐标原点，以斜距平面建立二维坐标系。

根据下式估计船只的位置信息和速度信息：

其中，η为的方位慢时间，R(η)为SAR与观测船只在方位慢时间方向的瞬时斜距信息，v _s为SAR的速度，v _a为观测船只沿航行方向的速度，v _r为观测船只沿方位慢时间方向的速度，

为SAR的位置、R ₀为SAR与观测船只之间多个相对距离中的最短距离信息。

如图5所示，在η时刻，SAR接收通道的等效相位中心在斜距平面的坐标为（v _s η+

， 0），运动的观测船只坐标为（v _a η，v _r η+R ₀）。

需要说明的是，观测船只的位置信息和速度信息是校正后观测船只的位置信息和速度信息。

继续参见图4，在操作S430，以位置信息和速度信息为基础，确定与SAR回波信号混叠的分布区域，以从混合信号中分离出与SAR回波信号混叠的电子信号。

在本发明实施例中，操作S430，确定与SAR回波信号混叠的电子信号的分布区域，以从混合信号中分离出SAR回波信号和电子信号的步骤包括根据位置信息和速度信息，计算SAR和船只之间的星地几何关系，得到电子信号的多通道相位差，此时的电子信号包括与SAR回波信号混叠的电子信号和与SAR回波信号无混叠的电子信号；再根据多通道相位差，从混合信号中分离出与SAR回波信号混叠的电子信号。

在对观测船只进行探测的场景中，SAR接收反射信号主要为海面反射形成的，相较陆地地物回波信号的强度更弱。观测船只搭载的雷法所产生的电子信号较强，可以通过干扰检测对SAR信号和电子信号进行分离。示例性地，通过频域信号的均值及标准差逐帧检测信号强度（均值与标准差）、Kmeans聚类、均值与α倍方差等方法实现，再用低秩矩阵分解提取信号。

对于信号强度并不高于SAR信号的电子信号而言，需要利用SAR信号探测出的目标船只的位置信息和速度偏移特点辅助电子信号分离。

基于上述针对船只的探测方法，本发明还提供了一种针对船只的探测装置。以下将结合图6对该装置进行详细描述。

图6示意性示出了根据本发明实施例的针对船只的探测装置的结构框图。

如图6所示，该实施例的针对船只的探测装置600包括选择模块610、确定模块620、接收模块630、分离模块640和提取模块650。

选择模块610用于根据观测船只的目标类型、地理区域和辐射源工作频段，选择主被动联合应该采用的探测模式，主被动联合探测模式包括同时分频段、同时分空域和同时同频段。在一实施例中，选择模块610可以用于执行前文描述的操作S210，在此不再赘述。

确定模块620用于在确定主被动联合探测模式采用同时同频段的情况下，根据SAR的收发时序，确定无混叠被动探测时间窗口和混叠被动探测时间窗口。在一实施例中，确定模块620可以用于执行前文描述的操作S220，在此不再赘述。

接收模块630用于在无混叠被动探测时间窗口内接收观测船只发射的与SAR回波信号无混叠的电子信号，在混叠被动探测时间窗口内接收混合信号，混合信号包括SAR回波信号和观测船只发射的与SAR回波信号混叠的电子信号。在一实施例中，接收模块630可以用于执行前文描述的操作S230，在此不再赘述。

分离模块640用于从混合信号中分离出SAR回波信号和与SAR回波信号混叠的电子信号。在一实施例中，分离模块640可以用于执行前文描述的操作S240，在此不再赘述。

提取模块650用于根据SAR回波信号、与SAR回波信号无混叠的电子信号和与SAR回波信号混叠的电子信号，提取观测船只的图像和电磁特征信息。在一实施例中，提取模块650可以用于执行前文描述的操作S250，在此不再赘述。

根据本发明的实施例，选择模块610、确定模块620、接收模块630、分离模块640和提取模块650中的任意多个模块可以合并在一个模块中实现，或者其中的任意一个模块可以被拆分成多个模块。或者，这些模块中的一个或多个模块的至少部分功能可以与其他模块的至少部分功能相结合，并在一个模块中实现。根据本发明的实施例选择模块610、确定模块620、接收模块630、分离模块640和提取模块650中的至少一个可以至少被部分地实现为硬件电路，例如现场可编程门阵列（FPGA）、可编程逻辑阵列（PLA）、片上系统、基板上的系统、封装上的系统、专用集成电路（ASIC），或可以通过对电路进行集成或封装的任何其他的合理方式等硬件或固件来实现，或以软件、硬件以及固件三种实现方式中任意一种或以其中任意几种的适当组合来实现。或者，选择模块610、确定模块620、接收模块630、分离模块640和提取模块650中的至少一个可以至少被部分地实现为计算机程序模块，当该计算机程序模块被运行时，可以执行相应的功能。

图7示意性示出了根据本发明实施例的适于实现针对船只的探测方法的电子设备的方框图。

如图7所示，根据本发明实施例的电子设备700包括处理器701，其可以根据存储在只读存储器（ROM）702中的程序或者从存储部分708加载到随机访问存储器（RAM）703中的程序而执行各种适当的动作和处理。处理器701例如可以包括通用微处理器（例如CPU）、指令集处理器和/或相关芯片组和/或专用微处理器（例如，专用集成电路（ASIC））等等。处理器701还可以包括用于缓存用途的板载存储器。处理器701可以包括用于执行根据本发明实施例的方法流程的不同动作的单一处理单元或者是多个处理单元。

在RAM 703中，存储有电子设备700操作所需的各种程序和数据。处理器 701、ROM702以及RAM 703通过总线704彼此相连。处理器701通过执行ROM 702和/或RAM 703中的程序来执行根据本发明实施例的方法流程的各种操作。需要注意，所述程序也可以存储在除ROM 702和RAM 703以外的一个或多个存储器中。处理器701也可以通过执行存储在所述一个或多个存储器中的程序来执行根据本发明实施例的方法流程的各种操作。

根据本发明的实施例，电子设备700还可以包括输入/输出（I/O）接口705，输入/输出（I/O）接口705也连接至总线704。电子设备700还可以包括连接至I/O接口705的以下部件中的一项或多项：包括键盘、鼠标等的输入部分706；包括诸如阴极射线管（CRT）、液晶显示器（LCD）等以及扬声器等的输出部分707；包括硬盘等的存储部分708；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分709。通信部分709经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器710也根据需要连接至I/O接口705。可拆卸介质711，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器710上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分708。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例中描述的设备/装置/系统中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该设备/装置/系统中。上述计算机可读存储介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被执行时，实现根据本发明实施例的方法。

根据本发明的实施例，计算机可读存储介质可以是非易失性的计算机可读存储介质，例如可以包括但不限于：便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、便携式紧凑磁盘只读存储器（CD-ROM）、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本发明中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。例如，根据本发明的实施例，计算机可读存储介质可以包括上文描述的ROM 702和/或RAM 703和/或ROM 702和RAM 703以外的一个或多个存储器。

本发明的实施例还包括一种计算机程序产品，其包括计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。当计算机程序产品在计算机系统中运行时，该程序代码用于使计算机系统实现本发明实施例所提供的针对船只的探测方法。

在该计算机程序被处理器701执行时执行本发明实施例的系统/装置中限定的上述功能。根据本发明的实施例，上文描述的系统、装置、模块、单元等可以通过计算机程序模块来实现。

在一种实施例中，该计算机程序可以依托于光存储器件、磁存储器件等有形存储介质。在另一种实施例中，该计算机程序也可以在网络介质上以信号的形式进行传输、分发，并通过通信部分709被下载和安装，和/或从可拆卸介质711被安装。该计算机程序包含的程序代码可以用任何适当的网络介质传输，包括但不限于：无线、有线等等，或者上述的任意合适的组合。

在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分709从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质711被安装。在该计算机程序被处理器701执行时，执行本发明实施例的系统中限定的上述功能。根据本发明的实施例，上文描述的系统、设备、装置、模块、单元等可以通过计算机程序模块来实现。

根据本发明的实施例，可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明实施例提供的计算机程序的程序代码，具体地，可以利用高级过程和/或面向对象的编程语言、和/或汇编/机器语言来实施这些计算程序。程序设计语言包括但不限于诸如Java，C++，python，“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网（LAN）或广域网（WAN），连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。

附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

本领域技术人员可以理解，本发明的各个实施例中记载的特征可以进行多种组合或/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本发明中。特别地，在不脱离本发明精神和教导的情况下，本发明的各个实施例中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本发明的范围。

以上对本发明的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本发明的范围。尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。不脱离本发明的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本发明的范围之内。

Claims

1.一种针对观测船只的主被动联合探测方法，包括：

根据观测船只的目标类型、地理区域和辐射源工作频段，选择主被动联合探测模式，所述主被动联合探测模式包括同时分频段、同时分空域和同时同频段；

在确定所述主被动联合探测模式为同时同频段的情况下，根据SAR的收发时序，确定无混叠被动探测时间窗口和混叠被动探测时间窗口；

在所述无混叠被动探测时间窗口内接收所述观测船只发射的与SAR回波信号无混叠的电子信号，在所述混叠被动探测时间窗口内接收混合信号，所述混合信号包括SAR回波信号和所述观测船只发射的与所述SAR回波信号混叠的电子信号；

从所述混合信号中分离出SAR回波信号和与所述SAR回波信号混叠的电子信号；以及

根据所述SAR回波信号、所述与SAR回波信号无混叠的电子信号和所述与SAR回波信号混叠的电子信号，提取所述观测船只的图像和电磁特征信息。

2.根据权利要求1所述的主被动联合探测方法，其中，所述从所述混合信号中分离出SAR回波信号和与所述SAR回波信号混叠的电子信号，包括：

根据所述混合信号，生成SAR图像；

对所述SAR图像进行船只目标检测，得到所述观测船只的位置信息和速度信息；以及

以所述位置信息和所述速度信息为基础，确定与所述SAR回波信号混叠的电子信号的分布区域，以从所述混合信号中分离出所述SAR回波信号和所述电子信号。

3.根据权利要求2所述的主被动联合探测方法，其中，所述以所述位置信息和所述速度信息为基础，确定与所述SAR回波信号混叠的电子信号的分布区域，以从所述混合信号中分离出所述SAR回波信号和所述电子信号，包括：

根据所述位置信息和所述速度信息，计算所述SAR和所述船只之间的星地几何关系，得到电子信号的多通道相位差，所述电子信号包括与所述SAR回波信号混叠的电子信号和与所述SAR回波信号无混叠的电子信号；以及

通过与干扰检测提取的电子信号脉冲比对，根据所述电子信号的多通道相位差，从所述混合信号中分离出所述SAR回波信号和所述电子信号。

4.根据权利要求1所述的主被动联合探测方法，其中，所述根据观测船只的目标类型、地理区域和辐射源工作频段，选择主被动联合探测模式，包括：

根据所述观测船只的地理区域，判断所述SAR与所述观测船只是否位于同一空域；

若所述SAR与所述观测船只不位于同一空域，则采用同时分空域探测模式；

若所述SAR与所述观测船只位于同一空域，则根据所述观测船只的目标类型和辐射源工作频段，判断是否能区分所述SAR与所述观测船只的信号探测频段；

若能区分所述SAR与所述观测船只的信号探测频段，则采取同时分频探测模式；以及

若不能区分所述SAR与所述观测船只的信号探测频段，则采用同时同频探测模式。

5.根据权利要求1所述的主被动联合探测方法，还包括：

根据所述SAR的距离像无模糊探测范围，确定所述SAR发射脉冲信号的最小脉冲重复频率；

在所述最小脉冲重复频率的约束下，生成发射脉冲序列，所述发射脉冲序列的脉冲重复频率是变化的；

根据所述发射脉冲序列，生成所述无混叠被动探测时间窗口。

6.根据权利要求1或5所述的主被动联合探测方法，还包括：

设置多组时间窗口，所述多组时间窗口具有不同时长；

在多组时间窗口内被动接收多组电子信号，以判断所述多组电子信号的信号质量；

根据所述信号质量，调整所述无混叠被动探测时间窗口。

7.根据权利要求1所述的主被动联合探测方法，还包括：

在确定所述主被动联合探测模式为同时分频段或同时分空域的情况下，通过SAR主动探测方式提取SAR目标图像，以及通过被动探测方式提取电子信号；以及

根据所述SAR目标图像和所述电子信号，提取所述观测船只的图像和电磁特征信息。

8.一种针对船只的主被动联合探测装置，包括：

选择模块，用于根据观测船只的目标类型、地理区域和辐射源工作频段，选择主被动联合探测模式，所述主被动联合探测模式包括同时分频段、同时分空域和同时同频段；

确定模块，用于在确定所述主被动联合探测模式为同时同频段的情况下，根据SAR的收发时序，确定无混叠被动探测时间窗口和混叠被动探测时间窗口；

接收模块，用于在所述无混叠被动探测时间窗口内接收所述观测船只发射的与SAR回波信号无混叠的电子信号，在所述混叠被动探测时间窗口内接收混合信号，所述混合信号包括SAR回波信号和所述观测船只发射的与所述SAR回波信号混叠的电子信号；

分离模块，用于从所述混合信号中分离出SAR回波信号和与所述SAR回波信号混叠的电子信号；以及

提取模块，用于根据所述SAR回波信号、所述与SAR回波信号无混叠的电子信号和所述与SAR回波信号混叠的电子信号，提取所述观测船只的图像和电磁特征信息。

9.一种电子设备，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行根据权利要求1~7中任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行指令，该指令被处理器执行时使处理器执行根据权利要求1~7中任一项所述的方法。