基于海杂波强度变化率的杂波图单元划分方法技术

本发明专利技术提出了一种基于海杂波强度变化率的杂波图单元划分方法，主要用于解决海杂波强度统计特性的一致性影响参数估计精度的问题，以及解决时变海况影响海杂波强度分布参数估计精度的问题。本发明专利技术通过计算海杂波强度沿距离维和方位维的变化率划分杂波图单元，提高了杂波图单元内海杂波强度统计特性的一致性，降低了海杂波强度统计特性随空间变化对参数估计精度的影响，同时提高了杂波图单元划分对随时间变化的海杂波强度统计特性的适应能力，消除了时变海况对海杂波强度分布参数估计精度的影响。的影响。的影响。

【技术实现步骤摘要】
基于海杂波强度变化率的杂波图单元划分方法


[0001]本专利技术属于电子设备识别
，更进一步涉及雷达信号识别
中的一种基于海杂波强度变化率的杂波图单元划分方法。本专利技术可用于把岸基雷达探测海洋区域分割为海杂波强度统计特性一致的杂波图单元。

技术介绍

[0002]目标检测前需要估计海杂波强度统计特性。在大场景海面背景下海杂波强度统计特性随时间和空间变化，通过杂波图单元划分技术将大场景探测区域实时划分为多个海杂波强度统计特性一致的杂波图单元，杂波图单元划分结果的好坏将直接影响海杂波强度统计特性估计的误差。
[0003]张海龙,李赛辉,张宁,翟刚毅在其发表的论文“某雷达杂波数据分析及杂波图技术研究”(雷达与对抗，2020年001期)中公开了一种均匀杂波图单元划分方法。该方法实现步骤为，在距离维和方位维上均匀划分杂波图单元，每个杂波图单元的距离尺寸为ΔR
c
、方位尺寸为Δα
c
。雷达的距离分辨率为ΔR、波位扫描间隔为Δθ，并且假设ΔR
c
＝MΔR和Δα
c
＝NΔθ成立。M和N的数值根据距离展宽和方位展宽设定。该方法存在的不足之处是，根据海杂波后向散射系数经验模型描述，海杂波强度统计特性随空间和时间变化，导致探测区域内海杂波强度统计特性不一致。后续参数估计步骤需要估计海杂波统计特性参数，当杂波图单元内强度统计特性的一致性较低时，参数估计值和真实海杂波参数值的估计误差较大。均匀划分的方法会导致强度统计特性不一致的海杂波被划分到同一个杂波图单元内，不能保证杂波图单元内强度统计特性的一致性，影响参数估计精度。
[0004]四川九洲空管科技有限责任公司在其申请的专利文献“一种基于自适应遗忘因子的杂波图单元更新方法及装置”(专利申请号CN201510923867.9，申请公布号CN 105372636 B)中提出了一种基于经验的杂波图单元划分方法。该方法的实现步骤是，根据场景和需求选择相应的杂波图颗粒度，设置二维杂波图方位角宽度为Δθ,径向大小为Δρ，划分后杂波图单元方位和距离的尺寸分别是雷达分辨单元方位和距离尺寸的整数倍。该方法存在的不足之处是，杂波图颗粒度不随空间时间变化，导致划分后的杂波图单元边界不随时间变化，此时海况信息随时间变化导致杂波图单元内海杂波强度统计特性随时间变化，无法适应时变的海杂波强度统计特性，导致后续参数估计值和真实海杂波参数值的误差随时间变化，影响了参数估计精度在时间上的稳定性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对上述已有技术的不足，提出基于海杂波强度变化率的杂波图单元划分方法，旨在解决海杂波强度统计特性的一致性影响参数估计精度的问题；以及解决时变海况影响海杂波强度分布参数估计精度的问题。
[0006]为了实现上述目的，实现本专利技术目的的思路是：本专利技术使用海杂波强度变化率，根据后续参数估计要求得到变化率门限，使杂波图单元内海杂波强度变化率小于门限保证杂
波图单元内海杂波强度统计特性的一致性，解决了现有技术海杂波强度统计特性的一致性影响参数估计精度降低的问题。本专利技术使用实时的海况信息随时间更新杂波图划分边界，更新的杂波图单元内重新计算海杂波强度变化率和变化率门限，保证不同时间内杂波图单元内海杂波强度统计特性的一致性，解决了时变海况影响海杂波强度分布参数估计精度的问题。
[0007]本专利技术的步骤包括如下：
[0008]步骤1，按照下式，计算海杂波强度沿距离维的变化率：
[0009][0010]其中，λ
r
(r
i
)表示海杂波强度沿距离维的变化率，表示当θ
j
满足大于θ
min
且小于θ
max
时对括号内取最大值的操作，所述的θ
j
表示沿方位维第j个方位角，θ
min
表示最小方位角，θ
max
表示最大方位角，|
·
|表示取绝对值操作，表示取值等于ξ
i,j
沿距离维求偏导数的海杂波强度变化率，ξ
i,j
表示沿距离维第i个且沿方位维第j个空间分辨单元处海杂波强度；步骤2，按照下式，计算海杂波强度沿方位维的变化率：
[0011][0012]其中，λ
θ
(θ
j
)表示海杂波强度沿方位维第j个变化率，表示当r
i
满足大于r
min
且小于r
max
时对括号内取最大值的操作，所述的r
i
表示距离维上第i径向距离，r
min
表示最小径向距离，r
max
表示最大径向距离，表示取值等于ξ
i,j
沿方位维求偏导数的海杂波强度变化率；
[0013]步骤3，计算门限值对应的沿距离维杂波图单元边界：
[0014]步骤3.1，设定沿距离维杂波图单元的第一个边界，该边界值的取值等于沿距离维第一个空间分辨单元对应的径向距离；
[0015]步骤3.2，将选择的海杂波强度沿距离维的变化率分组：
[0016]取出径向距离大于等于第一个边界值的海杂波强度沿距离维的变化率，按照其径向距离的大小由小到大排序，对排序后的海杂波强度沿距离维的变化率进行分组，将排序中前2个变化率划分为第一组，将排序中前3个变化率划分为第二组，依此类推，将所有变化率划分为最后一组；
[0017]步骤3.3，计算每组的海杂波强度沿距离维的变化量：
[0018]步骤3.4，判断每组的海杂波强度沿距离维的变化量是否小于门限值，若是，则执行步骤3.7，否则，执行步骤3.5。
[0019]步骤3.5，从变化量大于等于门限值的组中选择组号最小的组，确定沿距离维杂波图单元的第二个边界，该边界值的取值等于计算所选组中每个变化率时使用的径向距离值组成的数组中最大值；
[0020]步骤3.6，将沿距离维杂波图单元的第一个边界改为沿距离维杂波图单元的第二个边界，使用步骤3.2到步骤3.5的方法，得到沿距离维杂波图单元的第三个边界，依此类推，直到只有最后一组的变化量大于门限值时执行步骤4；
[0021]步骤3.7，设定沿距离维杂波图单元的最后一个边界，该边界值的取值等于计算最后一组中每个变化率时使用的最大径向距离的值；
[0022]步骤4，计算门限值对应的沿方位维杂波图单元的边界：
[0023]步骤4.1，设定沿方位维杂波图单元的第一个边界，该边界值的取值等于沿方位维第一个空间分辨单元对应的方位角；
[0024]步骤4.2，按照步骤3.2到步骤3.5的方法，将径向距离改为方位角，将沿距离维改为沿方位维，得到沿方位维杂波图单元的第二个边界，依此类推，直到只有最后一组的变化量大于门限值时执行步骤5；
[0025]步骤4.3，设定沿方位维杂波图单元的最后一个边界，该边界值的取值等于计算最后一组中每个变化率时使用的最大方位角的值。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于海杂波强度变化率的杂波图单元划分方法，其特征在于，计算海杂波强度沿距离维和方位维的变化率用于划分杂波图单元，该方法的具体步骤包括如下：步骤1，按照下式，计算海杂波强度沿距离维的变化率：其中，λ
r
(r
i
)表示海杂波强度沿距离维第i个变化率，表示当θ
j
满足大于θ
min
且小于θ
max
时对括号内取最大值的操作，所述的θ
j
表示沿方位维第j个方位角，θ
min
表示最小方位角，θ
max
表示最大方位角，|
·
|表示取绝对值操作，表示取值等于ξ
i,j
沿距离维求偏导数的海杂波强度变化率，ξ
i,j
表示沿距离维第i个且沿方位维第j个空间分辨单元处的海杂波强度；步骤2，按照下式，计算海杂波强度沿方位维的变化率：其中，λ
θ
(θ
j
)表示海杂波强度沿方位维第j个变化率，表示当r
i
满足大于r
min
且小于r
max
时对括号内取最大值的操作，所述的r
i
表示距离维上第i个径向距离，r
min
表示最小径向距离，r
max
表示最大径向距离，表示取值等于ξ
i,j
沿方位维求偏导数的海杂波强度变化率；步骤3，计算门限值对应的沿距离维杂波图单元边界：步骤3.1，设定沿距离维杂波图单元的第一个边界，该边界值的取值等于沿距离维第一个空间分辨单元对应的径向距离；步骤3.2，将选择的海杂波强度沿距离维的变化率分组：取出径向距离大于等于第一个边界值的所有空间分辨单元，将所有空间分辨单元按照其径向距离的大小由小到大排序，对排序后的空间分辨单元对应的海杂波强度沿距离维的变化率进行分组，将排序中前2个变化率划分为第一组，将排序中前3个变化率划分为第二组，依此类推，将所有变化率划分为最后一组；步骤3.3，计算每组的海杂波强度沿距离维的变化量；步骤3.4，判断每组的海杂波强度沿距离维的变化量是否小于门限值，若是，则执行步骤3.7，否则，执行步骤3.5；步骤3.5，从变化量大于等于门限值的组中选择组号最小的组，确定沿距离维杂波图单元的第二个边界，该边界值的取值等于计算所选组中每个变化率时使用的径向距离值组成的数组中最大值；步骤3.6，将沿距离维杂波图单元的第一个边界改为沿距离维杂波图单元的第二个边界，使用步骤3.2到步骤3.5的方法，得到沿距离维杂波图单元的第三个边界，依此类推，直到只有最后一组的变化量大于门限值时执行步骤4；
步骤3.7，设定沿距离维杂波图单元的最后一个边界，该边界值的取值等于计算最后一组中每个变化率时使用的最大径向距离的值；步骤4，计算门限值对应的沿方位维杂波图单元的边界：步骤4.1，设定沿方位维杂波图单元的第一个边界，该边界值的取值等于沿方位维第一个方位角；步骤4.2，按照步骤3.2到步骤3.5的方法，将径向距离改为方位角，将沿距离维改为沿方位维，得到沿方位维杂波图单元的第二个边界，依此类推，直到只有最后一组的变化量大于门限值时执行步骤5；步骤4.3，设定沿方位维杂波图单元的最后...

【专利技术属性】
技术研发人员：水鹏朗，任浩坤，梁祥，邹鹏佳，许述文，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：