[发明专利]一种船用雷达雨雪杂波抑制算法

说明书

本发明涉及一种船用雷达雨雪杂波抑制算法，包括读取扫描线数据、读取雨雪杂波抑制参数、建立滑窗矩阵一和滑窗矩阵二，分别计算滑窗矩阵一内幅值平均值，根据滑窗矩阵一内的幅值平均值和滑窗矩阵二内的幅值平均值加权计算得到当前扫描线所有点的雨雪杂波加权幅值，计算得到当前扫描线雨雪抑制后的幅值。通过本发明的算法，使得该雨雪杂波估计值更接近实际雨雪杂波的回波特性的同时，保留目标回波的幅值，能够在尽可能大的抑制雨雪杂波的同时将对目标的影响降低到最小。

技术领域

本发明涉及船用雷达领域，具体涉及一种船用雷达雨雪杂波抑制算法。

背景技术

船用雷达是全天时全天候的核心导航设备，是船舶航行的眼睛，关系到国家海防和海事的安全。尤其是在雨雪天气条件下，驾驶员目视效果差，对船用雷达依赖度更高。但是船用雷达的探测和跟踪性能常常会受雨雪、低空云层表面散射的电磁波的影响。雨雪、云层散射的电磁波也称为雨雪杂波。雨雪杂波的出现会导致或增加虚警概率，或降低虚警率恒定时目标的检测概率。

为了在海洋航行过程中，雨雪杂波干扰存在的条件下正确分辨目标与周围环境，船用雷达通常提供手动、自动两种调节方法对雨雪进行抑制。由于自动抑制算法自适应性差, 不同气象条件下基本上是等效、均匀不变的抑制,而海洋上的环境瞬息万变,仅仅靠自动抑制不能满足用户需求,所以船用导航雷达通常采用手动输入抑制控制参数。

现有的船用雷达雨雪杂波抑制算法，主要包括中值滤波、STC控制、恒虚警处理等。其中，中值滤波通过直接对雷达回波进行中值处理，剔除脉冲式杂波的干扰，减小离散点的虚警概率，但是当雨雪杂波分布较为均匀时，滤波效果不佳；STC控制利用雨雪干扰距离越远反射性能越强的特点，对回波数据进行STC控制，但是实际使用过程中调节参数较多，对场景变化自适应能力较差；恒虚警处理则是通过对一个滑窗范围内的杂波估计来估算雨雪杂波的大小，通过幅值过滤后检测目标。但是恒虚警处理在雨雪较大或者低空厚云层条件下，由于雨雪杂波回波强度和小目标的回波强度较为接近，抑制过高会导致小目标同时被抑制掉，抑制过低小目标淹没在雨雪杂波内无法分辨，对航行安全造成一定的影响。

现有技术如申请号为201910656437.3公开了一种复杂气候条件下的FOD雷达雨雪杂波抑制方法，虽然同样是雨雪天杂波处理，但是其应用场景主要针对于地杂波干扰占主要因素的地表雨天，使用场景不适合海航。

申请号为201410375937.7公开了一种基于移动求和偏差及STC控制的雨雪干扰抑制方法，该方法在大片连续强回波时，对移动求和偏差系数进行较大的衰减，以实现对呈羊毛状分布的雨雪干扰进行抑制；另一方面，STC曲线控制对近处的检测门限低，远处时其加权值逐渐增大，也可以对雨雪起到较好的抑制作用。但是该方法较大程度上受限于STC抑制曲线近小远大的特点，所以对较远处的目标即使雨雪杂波较弱时，探测效果也不够理想。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种船用雷达雨雪杂波抑制算法，通过基于双滑窗的雨雪杂波抑制算法加权处理雨雪杂波，在尽可能大的抑制雨雪杂波的同时将对目标的影响降低，呈现出更为清晰、真实的雷达探测目标，本发明的技术目的是通过以下技术方案实现的：

一种船用雷达雨雪杂波抑制算法，包括以下步骤：

S1、雷达天线发射脉冲信号对周围环境扫描形成若干扫描线，每条扫描线上包括若干采样点；

S2、雷达天线的旋转周期内，对每个方位发射的脉冲信号进行脉冲累计，获得雷达回波数据，形成数字扫描信息；

S3、基于雷达显控软件进行初始化，读取船用雷达当前以及前三条回波扫描线数值D，D={，，…}，为扫描线上的点的幅值；

S4、读取当前雨雪抑制参数归一化处理后的值Rain；

S5、根据当前扫描线前三条扫描线上目标点及三条扫描线上与目标点前后相邻的两点建立滑窗矩阵一，目标点缺少相邻点的，补充幅值为0的相邻点，计算滑窗矩阵一内幅值平均值；