久久一区二区免费播放,国产在线欧美日韩一区二区,国产综合色在线视频,精品伊人久久久香线蕉,精品视频麻豆网站,玖玖国产,国内精品久久久久影,在线观看精品视频一区二区三区,午夜久久影院,国产精品一区久久

一種基于局部相關(guān)性的改進子空間海雜波抑制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于局部相關(guān)性的改進子空間海雜波抑制方法。海雜波的抑制能夠提高目標信雜比，有助于提高高頻地波雷達(high?frequency?surface?wave?radar,HFSWR)對艦船目標的檢測性能。原始子空間法抑制海雜波時對所有距離單元構(gòu)造的協(xié)方差矩陣是相同的，造成對雜波空間估計不準從而抑制效果不佳，距離多普勒譜上反映為不同距離海雜波抑制效果類似。本發(fā)明通過計算待檢測距離單元與相鄰距離單元之間的相關(guān)系數(shù)，自適應(yīng)的確定組成協(xié)方差矩陣的參考單元，對構(gòu)成的協(xié)方差矩陣進行奇異值分解(singular?value?decomposition,SVD)分解得到海雜波所在的子空間，并最終將其抑制。該方法具有同時抑制一階和高階海雜波的能力，提高了目標信雜比，對所有距離單元的抑制效果都較理想。
【專利說明】一種基于局部相關(guān)性的改進子空間海雜波抑制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明涉及一種高頻地波雷達海雜波抑制方法，特別涉及一種基于局部相關(guān)性的 改進子空間海雜波抑制方法。

【背景技術(shù)】：
[0002] 高頻地波雷達工作在3?30MHz頻段，是超視距雷達的一種，其利用垂直極化的電 磁波沿海表面繞射傳播損耗小的特點，可實現(xiàn)對海洋動力學(xué)參數(shù)、海上慢速目標及低空飛 機的監(jiān)視與定位，近年來廣泛應(yīng)用于軍事與民用領(lǐng)域。
[0003] 高頻地波雷達回波情況復(fù)雜，除了包括射頻干擾、瞬態(tài)干擾和電離層干擾等各類 干擾外，還包括很強的海雜波。海雜波能量主要集中在兩個由雷達工作頻率決定的一階海 雜波，即Bragg峰處，實際情況時，一階Bragg峰會有不同程度的展寬。對于艦船目標檢測 來說，由于艦船目標的多普勒頻率和強大的海雜波相近，海雜波才是限制檢測性能的主要 因素。因此相對于飛機目標，艦船目標檢測也更為困難。所以，在進行艦船目標檢測時，一 個重要的思想就是要先抑制海雜波，提高信雜比，以期對后面的檢測有所幫助。
[0004] 現(xiàn)有較常用的海雜波抑制方法主要有以下兩個思路：一類是時域?qū)ο惙椒ǎ?如循環(huán)對消方法和基于幅度相位估計（amplitude and phase estimation, APES)的對 消方法。這類方法通過估計強雜波對應(yīng)諧波分量的頻率、幅度和相位3個參數(shù)，有選擇 性的對消掉強雜波分量，使目標信號從雜波中顯露出來，這類方法的性能取決于上述3 個參數(shù)的估計精度。（如文獻 l:R〇〇t B.HF radar ship detection through clutter cancellation[C]//Radar Conference, 1998. RADARC0N98. Proceedings of thel998IEEE. IEEE，1998:281-286.)(如文獻2 :郭欣，倪晉麟，劉國歲.短相干積累條件下天波超視距雷 達的艦船檢測[J].電子與信息學(xué)報，2004, 26(4) :613-618)。另一類是基于矩陣分解的海 雜波方法，如基于子空間的方法、基于奇異值分解（singular-value decomposition, SVD) 的方法和通過多普勒頻率估計雜波子空間（estimate subspace via Doppler, ESVID)的方 法，這類方法根據(jù)雜波在子空間的聚集特性來實現(xiàn)海雜波抑制。其中，基于子空間方法通過 參考單元數(shù)據(jù)來估計雜波子空間，（如文獻3 :邢孟道，保錚，強勇.天波超視距雷達瞬態(tài)干 擾抑制[J].電子學(xué)報，2002, 30(6) :823-826.) ;SVD方法通過待檢測單元來估計雜波子空 間，（如文獻4 :Poon M W Y, Khan R H，Le_Ngoc S. A singular value decomposition (SVD) based method for suppressing ocean clutter in high frequency radar[J]. Signal Processing, IEEE Transactions on, 1993, 41 (3) :1421-1425.) ;ESVID 方法根據(jù)雜波子 空間與信號矢量張成子空間的等價性，通過多普勒頻率估計來估計雜波子空間，（如文 獻 5 :Zhiguo Z,Chen J, Zheng B.A method to estimate subspace via Doppler for ocean clutter suppression in skywave radars[C]//Radar(Radar), 2011IEEE CIE International Conference on.IEEE,2011, 1:145-148.)〇
[0005] 除了上述較常用的兩大類方法外，一些新穎的方法也被提出。如中國專利公開 CN102928823B基于二次雷達應(yīng)答信號相關(guān)特征的海雜波抑制方法中提出將受到海雜波影 響的探測目標計算其真實應(yīng)答信號和受海雜波效應(yīng)的反射信號之間的相對時間差，根據(jù)不 同相對時間差的碼位值演變方式，生成與真實目標相對應(yīng)的目標航管代碼并保存；將真實 目標航管代碼與歷史探測點跡數(shù)據(jù)進行代碼相關(guān)，相關(guān)成功后對探測目標航管代碼進行糾 碼并實現(xiàn)海雜波的抑制。如中國專利公開CN103645467A海雜波抑制以及海雜波背景中目 標檢測的方法和系統(tǒng)中提出對海面搜索雷達實測的一維距離像的歷程圖進行二維傅里葉 變換后得到估計的海雜波一維距離像的歷程圖；將實測的一維距離像的歷程圖的圖像數(shù)據(jù) 減去估計的海雜波一維距離像的歷程圖的圖像數(shù)據(jù)，得到抑制海雜波的一維距離像的歷程 圖的圖像數(shù)據(jù)。如中國專利公開CN102779336A基于混沌的光電圖像海雜波抑制方法中提 出利用光電圖像海雜波所具有的混沌特性，采用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法預(yù)測與抑制海雜波。如 中國專利公開CN102169175B基于FRFT域非相參積累的海雜波抑制和動目標檢測方法中通 過對FRFT域延遲數(shù)據(jù)的迭代平滑，分別采用FRFT域均值積累方法和FRFT域單極點反饋積 累方法，完成非相參積累，將FRFT域信號與積累后的數(shù)據(jù)對消，抑制海雜波。
[0006] 時域?qū)ο惡ｋs波抑制方法的效果很難保證，當(dāng)脈沖相干積累時間較短時則頻率 分辨力低，此時對Bragg峰的頻率和幅度進行估計時精度下降，無法得到較好的初相估計， 造成循環(huán)對消次數(shù)增加，而隨著對消的不斷進行，剩余雜波將會在多普勒中擴散開來，影響 目標的檢測。
[0007] 子空間的海雜波抑制方法中，對于一個進行完距離向脈沖壓縮和方位向波束形成 后的三維數(shù)據(jù)塊，取整個數(shù)據(jù)塊進行協(xié)方差估計，即認為整個數(shù)據(jù)塊的海雜波是高度相關(guān) 的，用的是同一個標準進行海雜波抑制，這顯然是不合理的。海雜波確實在一定的范圍內(nèi)高 度相關(guān)，但這個范圍并沒有大到整個雷達探測的范圍。對于整體用一個標準來進行海雜波 抑制，有可能出現(xiàn)近處海雜波抑制不干凈或遠處海雜波抑制過多的情況。
[0008] 那么，對于不同距離不同方位的待抑制回波數(shù)據(jù)，應(yīng)該設(shè)計不同的參考單元個數(shù) 來構(gòu)造與其對應(yīng)的協(xié)方差矩陣，從而進行海雜波的抑制。參考單元的個數(shù)，以及協(xié)方差矩陣 的構(gòu)造直接影響到海雜波抑制效果。參考單元個數(shù)取的過大，海雜波空間相關(guān)性減弱，協(xié)方 差估計不準，在很大一片區(qū)域都用同一個標準進行抑制不符合海雜波在空間分布的特點； 參考單元個數(shù)取的過小，則樣本數(shù)太小也無法進行準確估計。


【發(fā)明內(nèi)容】
：
[0009] 本發(fā)明為了提高高頻地波雷達艦船目標檢測性能，提出了基于局部相關(guān)性的改進 子空間海雜波抑制方法，對于每個特定的方位和距離單元的待抑制數(shù)據(jù)，通過計算周圍單 元與待抑制單元的相關(guān)系數(shù)，自適應(yīng)的調(diào)整塊的大小以期獲得更精確的協(xié)方差矩陣估計， 繼而進行后續(xù)的海雜波抑制。
[0010] 本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種基于局部相關(guān)性的改進子空間海雜波抑制方法， 其包括如下步驟：
[0011] (a)、設(shè)輸入數(shù)據(jù)為距離向脈沖壓縮，方位向數(shù)字波束形成后的距離-慢時間-方 位三維數(shù)據(jù)塊；
[0012] (b)、每次抑制的對象為一固定方位固定距離門的一維慢時間數(shù)據(jù)，
[0013] 設(shè)當(dāng)前待檢測的某確定方位和距離的距離單元的K個回波慢時間數(shù)據(jù)為矢 量s。= [Sc;(o)，s。⑴，...，Sc;(K-i)]T，第i個距離單元的K個回波慢時間數(shù)據(jù)為Si =
[Si(o)，Si(i)，...，Si(K-i)]T，其中 T為轉(zhuǎn)置；
[0014] (c)、遍歷出與當(dāng)前待檢測距離單元相鄰的且方位與待檢測距離單元相同的距離 單元慢時間數(shù)據(jù)Sy并計算其與待檢測距離單元S。的相關(guān)系數(shù)
[0015]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于局部相關(guān)性的改進子空間海雜波抑制方法，其特征在于：包括如下步驟 (a) 、設(shè)輸入數(shù)據(jù)為距離向脈沖壓縮，方位向數(shù)字波束形成后的距離-慢時間-方位三 維數(shù)據(jù)塊； (b) 、每次抑制的對象為一固定方位固定距離門的一維慢時間數(shù)據(jù)， 設(shè)當(dāng)前待檢測的某確定方位和距離的距離單元的K個回波慢時間數(shù)據(jù)為矢量 S。= [Sc;(0)，Sc;(l)，...，Sc;(K-l)]T，第i個距離單元的K個回波慢時間數(shù)據(jù)為Si = [Si(o)，Si(i)，...，Si(K-i)] T，其中 T為轉(zhuǎn)置； (C)、遍歷出與當(dāng)前待檢測距離單元相鄰的且方位與待檢測距離單元相同的距離單元 慢時間數(shù)據(jù)Si，并計算其與待檢測距離單元S。的相關(guān)系數(shù)
其中η代表共軛轉(zhuǎn)置，11112代表二范數(shù)，其中〇< | Pil < 1，1表示相關(guān)性最大，〇表 示相關(guān)性最小，設(shè)計門限a找到P彡a的P個對應(yīng)S。的參考單元數(shù)據(jù)Si(i = 1，2，...P)， 和對應(yīng)的相關(guān)系數(shù)P i (i = 1，2,. . . P); (d) 、按距離從近到遠將所選P個參考單元數(shù)據(jù)排列，得到X = [S,, S9,. . . S丄按照對應(yīng) 的順序，構(gòu)造 w = diag( P P 2,. . · P p),則S。的估計協(xié)方差矩陣戈 (e) 、將R進行SVD奇異值分解
R = V Σ VH Σ = diag ( λ丨，λ 2, · · · , λ κ)，得到K個奇異值（λ丨彡λ 2彡…彡λ κ)，V = [Vl，ν2,. . . νκ]，Vi為對應(yīng)λ i的特征向量，且V為酉矩陣，所述SVD分解為矩陣的一種正交 分解，矩陣的主要分量與大奇異值相對應(yīng)，定義歸一化奇異值為： Η 貝U，〇<瓦引，選擇一個小正數(shù)作為閾值〇，則石比0大的前r個特征值對應(yīng)的特征向 量所張成的空間為信號子空間即海雜波所在空間V。= [Vl，v2, ... vj，其余特征向量所張成 的空間為噪聲子空間； ⑴、將待抑制的S。投影到信號子空間V。= [Vl，v2, . . . vj上，得到濾波后的輸出為
其中I為KXK維單位矩陣； (g)、重復(fù)（b)?（f)的步驟，檢測當(dāng)前距離-慢時間-方位三維數(shù)據(jù)塊中的待檢測方 位上的所有距離單元數(shù)據(jù)，接著選擇其它方位，直至得出最后一個方位上的最后一個距離 單元的數(shù)據(jù)，則當(dāng)前距離-慢時間-方位三維數(shù)據(jù)塊海雜波抑制完成。
【文檔編號】G01S7/36GK104155632SQ201410346178
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月18日
【發(fā)明者】趙慧俊, 周濤, 張弓, 徐坤, 胡文, 王鑫海, 萬明雪, 張璐, 季秀霞 申請人:南京航空航天大學(xué)