一种基于极值搜索的空间栅格多通道量测信息配准方法技术

本发明专利技术公开了一种基于极值搜索的空间栅格多通道量测信息配准方法，首先对空间监测区域进行空间栅格划分，利用空间栅格与各雷达几何关系，计算空间栅格包含的量测信息对应各雷达收发通道的方位‑距离索引，确定波束的扫描照射模式，得到二维栅格信息‑照射模式检索矩阵；然后依次对各通道根据栅格信息‑照射模式检索矩阵提取各栅格包含的量测，选择极大值量测作为该通道检测统计量；最后联合所有通道的检测统计量对空间栅格区域进行检测，遍历所有空间栅格得到需要检测的区域的检测结果；解决了传统方法空间难以规则划分，检测性能随栅格尺寸增加而下降的问题，极大的降低了计算量的同时，在空间栅格尺寸较大的条件下仍然保持优异的检测性能。

A spatial grid multi channel measurement information registration method based on extreme value search

The invention discloses a method for measuring information registration method of spatial raster extremum search multi channel volume based on the first spatial grid of space monitoring area, using space grid and the radar azimuth geometry, distance index measurement information corresponding to the channel space grid computing radar transceiver contains the determination of scanning mode beam irradiation the two-dimensional grid information retrieval radiation pattern matrix; then turn on each channel according to the grid information retrieval model exposure matrix to extract the grid contains the measurement, selection of maximum measurement as the channel detection statistics; finally, combined detection statistics for all channels to detect the spatial grid area, traversing all space grid are the detection results need to detect the region; to solve the traditional method of space division rules, the detection performance of grid With the increase of the size, the computational complexity can be reduced greatly, and the detection performance is still good under the condition of large space grid size.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于雷达目标检测
，特别涉及多站点分布式网络雷达信号级联合目标检测技术。
技术介绍
伴随着越来越复杂的电磁环境和越来越精确的硬摧毁能力，常规雷达系统难于应对日益迫近的空间目标和隐身目标。增加发射机功率和加大天线口径可以探测这类目标。但庞大的天线和难于移动的固定阵地,面对精确制导武器的打击，生存能力受到严重威胁。分布式多节点的网络雷达系统，通过在不同维度上采用空间分集、频率分集、极化分集等技术可以有效的克服基于后向散射特性的隐身目标探测难的问题。现阶段采用分布式网络雷达技术探测隐身等目标仍停留在理论探索阶段，对于如何在实际应用中实现该技术仍是一个难题。多源多维信号联合处理技术是分布式网络雷达探测系统中的一项关键技术，在理论研究阶段，很多学者对多站点雷达信号级联合检测技术做了大量研究，然而这些研究大多建立在很多假设之上，如多站点雷达的各通道检测单元理想配准、不考虑各站点雷达波束参数对目标检测的影响等。这些理想假设在难以在实际工程中得到应用，因此，需要充分考虑实际情况研究分布式网络雷达信号处理技术，降低信号处理计算量代价，对于多通道雷达监测技术的工程实现具有重要意义。传统关于信号级雷达检测的研究并没有考虑检测单元选取的问题，而是在选定的距离单元(检测单元)上来进行信号级检测，然后依次遍历距离单元，实现对空间检测区域的信号级检测。多站点雷达信号级联合检测技术需首先考虑对于各通道而言，应选择其中哪一个距离单元应作为和其他通道联合检测的检测单元，即对多通道检测单元进行配准就成为需要解决的问题。传统的信号级检测方法如停留在理论分析阶段，普遍没有考虑实际应用中存在的如何对多通道检测单元进行配准的问题，参见文献(JanatianN,Modarres-HashemiM,SheikhiA.“Cfardetectorsformimoradars”,Circuits,Systems,andSignalProcessing,Vol.32,No.3,pp.1389-1418,Jun.2013.)。传统解决该问题的方法是遍历各个波束交叠区域的物理分辨单元存在计算量随雷达个数指数增长问题，工程实现难度较大。因此，受多站点信号级定位技术启发，采用空间栅格技术实现多路通道的目标检测单元的配准，该方法简化了计算步骤，降低了计算复杂度，便于工程实现。
技术实现思路
本专利技术为解决上述技术问题，提出了一种基于极值搜索的空间栅格多通道量测信息配准方法，通过空间规则划分解决了传统方法空间难以规则划分的问题，解决了检测性能随栅格尺寸增加而下降的问题，在空间栅格尺寸较大的条件下仍然保持优异的检测性能，极大的降低了计算量。本专利技术采用的技术方案是：一种基于极值搜索的空间栅格多通道量测信息配准方法，包括：S1、对空间监视区域进行空间栅格划分，将空间监视区域均匀划分为经度、纬度、高度分别为ΔLo×ΔLa×ΔH大小的共Gmax个矩形空间栅格，依次对每个空间栅格编号为NG1,NG2,…,NGmax；S2、确定各空间栅格四个顶点各自所对应各雷达站点的方位θ，距离rs信息，从而建立各栅格位置信息集；S3、记录所有被照射的空间栅格的编号，构建栅格检索矩阵；S4、确定雷达照射模式，将步骤S3中的栅格检索矩阵与确定的雷达照射模式一一对应，得到二维栅格-模式检索矩阵；S5、根据栅格位置信息集提供的栅格四个顶点所对应各雷达的方向角θ信息，建立基于模式标号的空间栅格各顶点对应各通道经过预处理后的雷达回波信号的方向角检索信息，所述方向角检索信息包括发射方向角索引以及接收方向角索引S6、根据栅格位置信息集提供的栅格四个顶点所对应各雷达的距离信息，建立基于模式标号的空间栅格各顶点对应各通道经过预处理后的雷达回波信号的距离单元索引S7、确定各通道被空间栅格包含的距离单元；S8、每个距离单元对应雷达回波信号的一个量测，将通道被包含的距离单元所对应的最大能量量测作为该通道在该空间栅格的检测统计量，依次遍历所有通道，得到各通道对应空间栅格的检测统计量。进一步地，步骤S5所述空间栅格四个顶点中的其中一个顶点对应发射方向角索引的过程为：A1、通过步骤S2得到空间栅格该顶点到对应编号为i的雷达的发射方位角θit；A2、确定该雷达的各个发射波束方向角；A3、计算各发射波束方向角与θit的夹角，若是夹角大于发射波束的方向角最大覆盖角度，则空间栅格该顶点对应发射波束方向角索引为空；否则，找出使得夹角最小的发射波束方向角作为空间栅格该顶点对应发射波束方向角索引。进一步地，步骤S5所述空间栅格四个顶点中的其中一个顶点对应接收方向角索引的过程为：B1、通过步骤S2得到空间栅格该顶点到对应编号为i的雷达的接收方位角θir；B2、确定该雷达的各个接收波束方向角；B3、计算各接收波束方向角与θir的夹角，若是夹角大于接收波束的方向角最大覆盖角度，则空间栅格该顶点对应接收波束方向角索引为空；否则，找出使得夹角最小的接收波束方向角作为空间栅格该顶点对应接收波束方向角索引。进一步地，步骤S6所述空间栅格四个顶点中其中一个顶点对应距离单元索引的过程为：A`1、根据步骤S2得到空间栅格该顶点到发射雷达与接收雷达的距离之和r；A`2、每个距离单元的宽度为A`3、根据下式确定空间栅格该顶点对应的距离单元编号；并以该编号的距离单元作为空间栅格该顶点对应距离单元索引其中，表示向上取整运算。更进一步地，步骤A`2所述距离单元的宽度为根据采样时间间隔Ts确定，表达式如下：▿R=cTs2;]]>其中，c表示光速。本专利技术的有益效果：本专利技术首先对空间监测区域进行空间栅格划分，利用空间栅格与各雷达几何关系，计算空间栅格包含的量测信息对应各雷达收发通道的方位-距离索引，确定波束的扫描照射模式，得到二维栅格信息-照射模式检索矩阵；然后依次对各通道根据栅格信息-照射模式检索矩阵提取各栅格包含的量测，选择极大值量测作为该通道检测统计量；最后联合所有通道的检测统计量对空间栅格区域进行检测，遍历所有空间栅格得到需要检测的区域的检测结果。该方法充分利用了各检测后点的多波束中有价值的目标回波信息，实现了基于空间栅格信号级联合检测。本专利技术的优点在于通过空间规则划分解决了传统方法空间难以规则划分的问题，解决了检测性能随栅格尺寸增加而下降的问题，在空间栅格尺寸较大的条件下仍然保持优异的检测性能，极大的降低了计算量。附图说明图1为本专利技术提供的方案流程图。图2为空间栅格各顶点对应雷达站点的方位θ，距离rs信息示意图。图3为本专利技术提供的被空间栅格包含的距离单元示意图。图4为本专利技术提供的雷达收发通道示意图。具体实施方式为便于本领域技术人员理解本专利技术的
技术实现思路
，下面结合附图对本
技术实现思路
进一步阐释。如图1所示，本专利技术的方案为：一种基于极值搜索的空间栅格多通道量测信息配准方法，包括：S1、对空间监视区域进行空间栅格划分，将空间监视区域均匀划分为经度、纬度、高度分别为ΔLo×ΔLa×ΔH大小的共Gmax个矩形空间栅格，即每个空间栅格的经度为ΔLo，纬度为ΔLa，高度为ΔH，依次对每个空间栅格编号为NG1,NG2,…,NGmax；S2、确定各空间栅格四个顶点各自所对应各雷达站点的方位θ，距离rs信息，从而建立各栅格位置信息集；如图2所示为空间栅格对应雷达本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于极值搜索的空间栅格多通道量测信息配准方法，其特征在于，包括：S1、对空间监视区域进行空间栅格划分，将空间监视区域均匀划分为经度、纬度、高度分别为ΔLo×ΔLa×ΔH大小的共Gmax个矩形空间栅格，依次对每个空间栅格编号为NG1,NG2,…,NGmax；S2、确定各空间栅格四个顶点各自所对应各雷达站点的方位θ，距离rs信息，从而建立各栅格位置信息集；S3、记录所有被照射的空间栅格的编号，构建栅格检索矩阵；S4、确定雷达照射模式，将步骤S3中的栅格检索矩阵与确定的雷达照射模式一一对应，得到二维栅格‑模式检索矩阵；S5、根据栅格位置信息集提供的栅格四个顶点所对应各雷达的方向角θ信息，建立基于模式标号的空间栅格各顶点对应各通道经过预处理后的雷达回波信号的方向角检索信息，所述方向角检索信息包括发射方向角索引以及接收方向角索引S6、根据栅格位置信息集提供的栅格四个顶点所对应各雷达的距离信息，建立基于模式标号的空间栅格各顶点对应各通道经过预处理后的雷达回波信号的距离单元索引S7、确定各通道被空间栅格包含的距离单元；S8、每个距离单元对应雷达回波信号的一个量测，将通道被包含的距离单元所对应的最大能量量测作为该通道在该空间栅格的检测统计量，依次遍历所有通道，得到各通道对应空间栅格的检测统计量。...

【技术特征摘要】
1.一种基于极值搜索的空间栅格多通道量测信息配准方法，其特征在于，包括：S1、对空间监视区域进行空间栅格划分，将空间监视区域均匀划分为经度、纬度、高度分别为ΔLo×ΔLa×ΔH大小的共Gmax个矩形空间栅格，依次对每个空间栅格编号为NG1,NG2,…,NGmax；S2、确定各空间栅格四个顶点各自所对应各雷达站点的方位θ，距离rs信息，从而建立各栅格位置信息集；S3、记录所有被照射的空间栅格的编号，构建栅格检索矩阵；S4、确定雷达照射模式，将步骤S3中的栅格检索矩阵与确定的雷达照射模式一一对应，得到二维栅格-模式检索矩阵；S5、根据栅格位置信息集提供的栅格四个顶点所对应各雷达的方向角θ信息，建立基于模式标号的空间栅格各顶点对应各通道经过预处理后的雷达回波信号的方向角检索信息，所述方向角检索信息包括发射方向角索引以及接收方向角索引S6、根据栅格位置信息集提供的栅格四个顶点所对应各雷达的距离信息，建立基于模式标号的空间栅格各顶点对应各通道经过预处理后的雷达回波信号的距离单元索引S7、确定各通道被空间栅格包含的距离单元；S8、每个距离单元对应雷达回波信号的一个量测，将通道被包含的距离单元所对应的最大能量量测作为该通道在该空间栅格的检测统计量，依次遍历所有通道，得到各通道对应空间栅格的检测统计量。2.根据权利要求1所述的一种基于极值搜索的空间栅格多通道量测信息配准方法，其特征在于，步骤S5所述空间栅格四个顶点中的其中一个顶点对应发射方向角索引的过程为：A1、通过步骤S2得到空间栅格该顶点到对应编号为i的雷达的发射方...

【专利技术属性】
技术研发人员：易伟，李帅，谌振华，谢明池，周涛，孔令讲，杨晓波，崔国龙，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51