基于时频分析的高分辨自动侦察方法技术

本申请揭示了一种基于时频分析的高分辨自动侦察方法，包括对各波束的归一化功率谱进行脉冲段检测；根据同一脉冲信号相邻分段之间方位和频段连续变化的特性，对通过检测的脉冲段进行拼接获得拼接脉冲段；对脉冲段进行校正；获取拼接脉冲段的特征参数为参照特征参数；将新脉冲的特征参数与参照特征参数进行对比；本发明专利技术提供的基于时频分析的高分辨自动侦察方法，根据脉冲段的信息关系完成拼接而形成拼接脉冲段，对脉冲段的频率参数和时间参数进行校正，从而实现时域和频域分辨率的同时保证；获取拼接脉冲段的特征参数为参照特征参数，将新脉冲的特征参数与参照特征参数进行对比，实现新脉冲的跟踪及形式判别。实现新脉冲的跟踪及形式判别。实现新脉冲的跟踪及形式判别。

【技术实现步骤摘要】
基于时频分析的高分辨自动侦察方法


[0001]本专利技术涉及声纳脉冲侦查领域，特别涉及一种基于时频分析的高分辨自动侦察方法。

技术介绍

[0002]现有技术中，通过时域能量累积对脉冲起始和终止时刻进行检测，对检测获得的脉冲信号做傅立叶变换(FFT)，获得脉冲频域信息，基于时域能量检测的侦察方法，时域分辨率较低，虽然可获得较准确的频域参数估计，但无法获得脉冲时频变化特征。基于短时傅立叶变换(STFT)的侦察方法，对输入时域信号分段进行STFT变换，检测脉冲脉冲起始和终止段落，以确定脉冲起始和终止，再通过STFT谱获得相应时刻的各分段脉冲频率信息，组合后获得完整脉冲的时频特征，虽然可以获得脉冲完整时频特征，但无法同时兼顾时域和频域分辨率。

技术实现思路

[0003]本专利技术的主要目的为提供一种基于时频分析的高分辨自动侦察方法，旨在解决脉冲侦查方法中，可以获得脉冲完整时频特征，但无法同时兼顾时域和频域分辨率的问题。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术提供一种基于时频分析的高分辨自动侦察方法，包括：
[0005]步骤1：对接收的波束
‑
时域数据进行快速傅立叶变换获得波束
‑
频率域数据，并进行预处理获得各波束的归一化功率谱；
[0006]步骤2：对各波束的归一化功率谱进行脉冲段检测；
[0007]步骤3：根据同一脉冲信号相邻分段之间方位和频段连续变化的特性，对通过检测的脉冲段进行拼接获得拼接脉冲段；
[0008]步骤4：对脉冲段进行校正；
[0009]步骤5：获取拼接脉冲段的特征参数为参照特征参数；
[0010]步骤6：将新脉冲的特征参数与参照特征参数进行对比，实现新脉冲的跟踪及形式判别。
[0011]进一步地，所述步骤1包括：
[0012]步骤1.1：接收M
×
N点波束
‑
时域数据X
m
(n)，其中，n＝0,...,N
‑
1，m＝0,...,M
‑
1；
[0013]步骤1.2：对波束
‑
时域数据进行快速傅立叶变换；
[0014]步骤1.3：对快速傅立叶变换后的波束
‑
时域数据进行功率谱估计；
[0015]步骤1.4：根据功率谱估计计算各波束归一化功率谱。
[0016]进一步地，所述步骤1.4中，各波束归一化功率谱的计算方式为：
[0017][0018]其中，CPX
m
(n)为第m个波束噪声功率谱估计，PX
i
(n)为当前功率谱，计算方式为：PX
m
(n)＝|FXm(n)|2，而FX
m
(n)＝FFT(X
m
(n))。
[0019]进一步地，所述步骤2中检测的准则为：
[0020]获得各波束当前信噪比估计：
[0021][0022]运行各波束脉冲段检测判决准则：
[0023][0024]进一步地，所述步骤2之后还包括：
[0025]若未通过检测，则更新该波束对应的波束噪声功率谱估计，其中更新方式为：
[0026][0027]进一步地，所述步骤3包括：
[0028]以脉冲段对应波束Nb(d)和频点Nf(d)为特征，将当前批次检测到的脉冲段与前一批次脉冲段进行特征匹配：如匹配通过，则存入同一脉冲拼接组，并更新脉冲拼接组的信息；如匹配都未通过，存入新脉冲拼接组，并更新新脉冲拼接组的信息。
[0029]进一步地，所述步骤3中脉冲拼接组的信息包括脉冲段的方位参数，所述脉冲段的方位参数计算方法为：
[0030]利用输入脉冲段参数频点Nf(d)、波束Nb(d)以及波束功率谱PX
m
(n)，获得各脉冲段对应频点功率PD2(d)和对应方位θ2(d),以及前后波束对应频点的功率PD1(d)、PD3(d)和方位θ1(d)、θ3(d)，采用抛物线插值法获得脉冲段方位θ
d
。
[0031]进一步地，所述步骤4中频率参数的校正方式为：
[0032]脉冲段所属频点为M，对应时域数据为S
d
(n)，n＝0,...,N
‑
1；
[0033]构造长度为N/2窄带滤波器:
[0034][0035]对时域数据S
d
(n)进行滤波后获得SF
d
(k):
[0036][0037]利用SF
d
(k)的旋转不变性获得脉冲频率估计:
[0038][0039]进一步地，所述步骤6之后包括步骤7：
[0040]若新脉冲的特征参数与参照特征参数匹配，则以新脉冲的特征参数更新参照特征参数。
[0041]进一步地，所述步骤6之后还包括步骤8；
[0042]若新脉冲只跟踪到1次，脉冲消失判定时间设为100秒；
[0043]若新脉冲跟踪到2次以上，脉冲消失判定时间设为3倍的该脉冲周期。
[0044]本专利技术提供的基于时频分析的高分辨自动侦察方法，将波束的信号进行转换后，进行脉冲段检测，然后根据脉冲段的信息关系完成拼接而形成拼接脉冲段，对脉冲段的频率参数和时间参数进行校正，从而实现时域和频域分辨率的同时保证；获取拼接脉冲段的特征参数为参照特征参数，将新脉冲的特征参数与参照特征参数进行对比，实现新脉冲的跟踪及形式判别。
附图说明
[0045]图1是本专利技术一实施例基于时频分析的高分辨自动侦察方法的步骤示意图；
[0046]图2是本专利技术一实施例基于时频分析的高分辨自动侦察方法的步骤1示意图；
[0047]图3是本专利技术一实施例基于时频分析的高分辨自动侦察方法的步骤2至4的流程示意图；
[0048]图4是本专利技术一实施例基于时频分析的高分辨自动侦察方法的步骤3的流程示意图；
[0049]图5是本专利技术一实施例基于时频分析的高分辨自动侦察方法的步骤4的流程示意图；
[0050]图6是本专利技术一实施例基于时频分析的高分辨自动侦察方法的流程示意图。
[0051]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0052]应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0053]本
技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”“上述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本专利技术的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件、单元、模块和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、单元、模块、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于时频分析的高分辨自动侦察方法，其特征在于，包括：步骤1：对接收的波束
‑
时域数据进行快速傅立叶变换获得波束
‑
频率域数据，并进行预处理获得各波束的归一化功率谱；步骤2：对各波束的归一化功率谱进行脉冲段检测；步骤3：根据同一脉冲信号相邻分段之间方位和频段连续变化的特性，对通过检测的脉冲段进行拼接获得拼接脉冲段；步骤4：对脉冲段进行校正；步骤5：获取拼接脉冲段的特征参数为参照特征参数；步骤6：将新脉冲的特征参数与参照特征参数进行对比，实现新脉冲的跟踪及形式判别。2.根据权利要求1所述的基于时频分析的高分辨自动侦察方法，其特征在于，所述步骤1包括：步骤1.1：接收M
×
N点波束
‑
时域数据X
m
(n)，其中，n＝0,...,N
‑
1，m＝0,...,M
‑
1；步骤1.2：对波束
‑
时域数据进行快速傅立叶变换；步骤1.3：对快速傅立叶变换后的波束
‑
时域数据进行功率谱估计；步骤1.4：根据功率谱估计计算各波束归一化功率谱。3.根据权利要求2所述的基于时频分析的高分辨自动侦察方法，其特征在于，所述步骤1.4中，各波束归一化功率谱的计算方式为：其中，CPX
m
(n)为第m个波束噪声功率谱估计，PX
i
(n)为当前功率谱，计算方式为：PX
m
(n)＝|FXm(n)|2，而FX
m
(n)＝FFT(X
m
(n))。4.根据权利要求3所述的基于时频分析的高分辨自动侦察方法，其特征在于，所述步骤2中检测的准则为：获得各波束当前信噪比估计：运行各波束脉冲段检测判决准则：5.根据权利要求4所述的基于时频分析的高分辨自动侦察方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张肖，王军，陈立纲，王晓林，陈晏余，王越，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一五研究所，
类型：发明
国别省市：