对实测杂波协方差矩阵估计性能的白化度评价方法技术

技术编号:13290873 阅读:111 留言:0更新日期:2016-07-09 09:22
本发明专利技术公开了一种对实测杂波协方差矩阵估计性能的白化度评价方法,主要解决现有方法无法评价实测杂波数据的协方差矩阵估计性能的缺陷。其利用白化改善因子对估计性能进行评价,实现步骤为:1利用雷达获取杂波数据;2估计杂波数据的协方差矩阵3根据估计出的计算杂波数据的白化度P;4对杂波数据进行白化滤波处理,得到白化后的杂波数据;5估计白化后的杂波数据的协方差矩阵6根据计算白化后的杂波数据的白化度Pw;7利用杂波数据的白化度P和白化后的杂波数据的白化度Pw,计算白化改善因子;8利用白化改善因子,对估计出的杂波数据的协方差矩阵进行评价。本发明专利技术可用于对实测杂波背景下的目标进行自适应检测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于目标检测
,具体涉及一种对协方差矩阵估计性能的评价方法,可用于对实测杂波背景下的目标进行自适应检测。
技术介绍
自适应性是现代雷达领域中实现目标检测的关键。在常见的低擦地角、高分辨率的雷达目标检测中,人们利用复合高斯模型研究出了不同的自适应检测算法。这些算法的实现均要求杂波的协方差矩阵是已知的,但在实际的目标检测中协方差矩阵往往是未知的,需要利用各种估计方法估计得到的协方差矩阵代替其真实值。因此,协方差矩阵估计,尤其是归一化协方差矩阵估计性能的好坏对雷达自适应目标检测具有重大影响。在实际目标检测中,可以利用待检测单元两侧的参考单元对协方差矩阵进行自适应估计。目前,用于协方差矩阵估计的方法主要有最大似然估计,归一化样本协方差矩阵估计,以及近似最大似然估计。最大似然估计的估计精度高但计算复杂度很大。为了简化计算量,出现了归一化样本协方差矩阵估计,但该方法应用于检测器时无法关于归一化协方差矩阵保持恒虚警率。对此学者们提出了近似最大似然估计,该估计不仅可以保证良好的估计精度和计算复杂度,还可以保证检测器要求的恒虚警率。研究者们常采用归一化F范数计算得到的相对误差来评价上述协方差矩阵估计方法的性能,文献“F.Pascal,Y.Chitour,J.P.Ovarlez,P.Forster,CovarianceStructureMaximum-LikelihoodEstimatesinCompoundGaussianNoise:ExistenceandAlgorithmAnalysis,IEEETrans.SignalProcessing56(1)(January2008)34-48.”中介绍了利用归一化F范数来评价协方差矩阵的估计误差,归一化F范数利用蒙特卡洛方法计算协方差矩阵真实值与其估计值之差的F范数并且归一化,因此该方法需要已知真实协方差矩阵的大小。而在实测杂波数据的处理中,真实协方差矩阵往往是未知的,此时无法利用F范数实现对估计质量的评价。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种对实测杂波协方差矩阵估计性能的白化度评价方法,以实现对实测杂波数据协方差矩阵估计性能的评价。为实现上述技术目的,本专利技术的技术方案包括如下步骤:(1)利用雷达发射机发送脉冲信号,利用雷达接收机接收反射回来的杂波数据C;(2)估计杂波数据C的协方差矩阵(3)根据估计出的杂波数据C的协方差矩阵计算杂波数据C的白化度P:P=Σj=1mΣi=1,i≠jm|M^|i,jTr{M^本文档来自技高网
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对实测杂波协方差矩阵估计性能的白化度评价方法

【技术保护点】
一种对实测杂波协方差矩阵估计性能的白化度评价方法,其特征在于,包括:(1)利用雷达发射机发送脉冲信号,利用雷达接收机接收反射回来的杂波数据C;(2)估计杂波数据C的协方差矩阵(3)根据估计出的杂波数据C的协方差矩阵计算杂波数据C的白化度P:P=Σj=1mΣi=1,i≠jm|M^|i,jTr{M^}×1m-1,]]>其中,m表示脉冲数,表示的第i行、第j列元素的模值,Tr{·}表示取矩阵的迹,为归一化因子,用于保证P的取值在[0,1]之间;(4)利用估计出的杂波数据C的协方差矩阵对杂波数据C进行白化滤波处理,得到白化后的杂波数据C^w=M^-12C;]]>(5)估计白化后的杂波数据的协方差矩阵M^w=1NΣn=1NC^wnC^wnH,]]>其中,N表示参考单元数,表示白化后的杂波数据的第n个参考单元的回波,上标H表示共轭转置;(6)利用估计出的白化后的杂波数据的协方差矩阵计算白化后的杂波数据的白化度Pw:Pw=Σj=1mΣi=1,i≠jm|M^w|i,jTr{M^w}×1m-1;]]>(7)利用杂波数据C的白化度P和白化后的杂波数据的白化度Pw,得到白化改善因子:(8)利用白化改善因子ηw,对估计出的杂波数据C的协方差矩阵进行评价:若白化改善因子ηw的值越接近于0,表明估计出的杂波数据C的协方差矩阵越接近其真实值,即估计误差越小;反之,若白化改善因子ηw的值越接近于1,表明估计误差越大。...

【技术特征摘要】
1.一种对实测杂波协方差矩阵估计性能的白化度评价方法,其特征在于,包括:
(1)利用雷达发射机发送脉冲信号,利用雷达接收机接收反射回来的杂波数据C;
(2)估计杂波数据C...

【专利技术属性】
技术研发人员:水鹏朗于涵蒋晓薇
申请(专利权)人:西安电子科技大学
类型:发明
国别省市:陕西;61

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