[发明专利]基于点状杂波图的慢速运动目标消除方法

摘要

本发明提出了一种基于点状杂波图的慢速运动目标消除方法，用于提高海上低空飞行目标的跟踪精度，实现步骤为：计算雷达在每一帧j内接收到的起始方位α上的多普勒‑距离维数据矩阵Dj；计算多普勒‑距离维数据矩阵Dj的检验统计量矩阵Λj；对检验统计量矩阵Λj进行多普勒凝聚；获取的初步检测结果Ηj；提取慢速多普勒通道索引集合M′；获取慢速多普勒通道的检验统计量矩阵剔除每一帧j的检验统计量矩阵中的慢速运动目标；剔除所有帧中除α方位以外的其它方位上的脉冲‑距离维数据中的慢速运动目标。本发明改善了对低速通道中慢速运动目标消除的性能，可用于雷达对海模式下对不感兴趣的海面慢速运动目标的消除。

主权项

1.一种基于点状杂波图的慢速运动目标消除方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)获取多普勒‑距离维数据矩阵Dj：获取海上低空飞行多目标场景中雷达在每一帧j内接收到的起始方位α上的脉冲‑距离维数据矩阵Xj，并对Xj中每个距离单元上的慢时间信号沿距离维进行离散傅里叶变换DFT，得到每一帧j的多普勒‑距离维数据矩阵Dj：其中，为第j帧的第r个距离单元中第m个多普勒通道的输出，j＝1,2,…,J，J为总帧数，且J≥2，r＝1,2,…,R，R为距离单元数，m＝1,2,…,M，M为多普勒通道数；(2)计算多普勒‑距离维数据矩阵Dj的检验统计量矩阵Λj：采用单元中值恒虚警CM‑CFAR检测算法，计算D^j中对应的检验统计量得到D^j的检验统计量矩阵Λ^j：其中，为第j帧的第r个距离单元中第m个多普勒通道输出的检验统计量；(3)对检验统计量矩阵Λj进行多普勒选大凝聚：沿距离维对检验统计量矩阵Λ^j中的每个距离单元上的检验统计量进行选大凝聚，得到凝聚后的检验统计量矩阵其中，为第j帧的第r个距离单元中第m个多普勒通道输出的凝聚后的检验统计量；(4)获取凝聚后的检验统计量矩阵的初步检测结果Η^j：将中的与设定的检测门限T进行比较，并判断是否成立，若是，则所在位置存在目标，并将存在目标的位置标记为1；否则所在位置不存在目标，并将不存在目标的位置标记为0，得到的初步检测结果Η^j，即脉冲‑距离维数据矩阵X^j的初步检测结果：其中，为第j帧的第r个距离单元中第m个多普勒通道输出的初步检测结果；(5)提取初步检测结果Ηj中的慢速多普勒通道索引集合M′：(5a)计算每个多普勒通道m的中心频率Fd(m)：其中，fs为采样频率，其值与脉冲重复频率PRF相等；(5b)计算每个多普勒通道m的中心频率Fd(m)对应的速率v(m)：其中，λ为雷达波长；(5c)计算Ηj中的慢速多普勒通道索引集合M′：其中，|·|为求绝对值操作；Tv为事先确定的慢速目标的速度门限；(6)获取慢速多普勒通道的检验统计量矩阵从检验统计量矩阵中选取索引集合M′中的索引对应的多普勒通道的检验统计量，组成慢速多普勒通道的初步的检验统计量矩阵同时，从初步检测结果Η^j中选取索引集合M′中的索引对应的多普勒通道初步检测结果，组成慢速多普勒通道的初步检测结果并将和的Hadamard积作为慢速多普勒通道的检验统计量矩阵其中，s＝1,2,…,S，S为M′中索引的个数；(7)剔除每一帧j的检验统计量矩阵中的慢速运动目标：(7a)初始化点状杂波图P1：将第一帧检验统计量矩阵中非零检验统计量赋值给所在位置上左紧邻的不存在目标的l_l个连续距离单元和右紧邻的不存在目标的l_r个连续距离单元，得到点状杂波图P₁，并对P₁按公式更新，得到更新后的点状杂波图P₁′，其中，ll＝0,1,…,L，lr＝0,1,…,L，L为更新杂波图时所需考虑的邻近单元数；(7b)剔除第二帧检验统计量矩阵中的慢速运动目标：将中的与点状杂波图P₁′中的进行比较，并判断是否成立，若是，则所在位置不存在慢速目标，并将不存在慢速目标的位置标记为1；否则所在位置存在慢速目标，并将存在慢速目标的位置标记为0，实现对Η²的更新，得到第二帧脉冲‑距离维数据矩阵X²的检测结果其中，η为点状杂波图门限；(7c)将中非零检验统计量赋值给所在位置上左紧邻的不存在目标的l_l个连续距离单元和右紧邻的不存在目标的l_r个连续距离单元，得到点状杂波图P₂：(7d)对点状杂波图P₂中的非零检验统计量并选取P₁中相同位置的左邻或右邻的检验统计量按公式进行更新，得到更新后的点状杂波图P₂′：其中，ω为遗忘因子，表示检验统计量左或右邻的检验统计量，当存在左邻检验统计量时，选取对P₂进行更新，否则，选取对P₂进行更新；(7e)按照步骤(7b)至(7d)的方法，实现对Xj中第三帧到第J帧脉冲‑距离维数据矩阵中慢速运动目标的剔除；(8)剔除所有帧中除α方位以外的其它方位上的脉冲‑距离维数据中慢速运动目标；按照步骤(1)至步骤(7)的方法，实现对所有帧中除α方位以外的其它方位上的脉冲‑距离维数据中慢速运动目标的剔除。