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地面情報(bào)雷達(dá)點(diǎn)跡過(guò)濾技術(shù)研究

2018-02-26 12:23官林海
電子技術(shù)與軟件工程 2018年17期

官林海

摘要

在雷達(dá)掃描過(guò)程中,由于受到外部環(huán)境的影響,實(shí)際回波中總是混雜著噪聲、雜波和各類千擾,這些雜波和干擾信號(hào)被雷達(dá)檢測(cè)和提取后,形成虛假點(diǎn)跡,如果不進(jìn)行處理,將會(huì)大大提高形成虛假航跡的概率,嚴(yán)重影響雷達(dá)的探測(cè)性能。本文所述點(diǎn)跡過(guò)濾技術(shù)是通過(guò)提取真假目標(biāo)點(diǎn)跡的歸一化幅度、距離展寬、方位展寬等特征信息,然后對(duì)得到的每個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)系數(shù),根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)判別目標(biāo)的真假性,進(jìn)而別除虛假點(diǎn)跡,并進(jìn)行計(jì)算仿真。最后利用該方法對(duì)外場(chǎng)實(shí)錄數(shù)據(jù)進(jìn)行處理測(cè)試,結(jié)果表明實(shí)測(cè)結(jié)果與仿真結(jié)果一致。

【關(guān)鍵詞】虛假點(diǎn)跡 點(diǎn)跡過(guò)濾 真假目標(biāo)

1 引言

地面情報(bào)雷達(dá)一般也稱作地面監(jiān)視雷達(dá)或地面警戒雷達(dá),主要用作國(guó)土防空和空中交通管制,多采用邊搜索邊跟蹤體制,能同時(shí)對(duì)一定仰角和一定距離、360°全方位范圍內(nèi)的目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)跟蹤。探測(cè)過(guò)程中,由于地面反射、通訊基站、廣播電臺(tái)等的影響,回波中總是混雜著機(jī)內(nèi)噪聲、地物雜波和各類干擾,從而形成虛假點(diǎn)跡。虛假點(diǎn)跡包括噪聲虛警、雜波剩余及干擾所形成的點(diǎn)跡,它們具有隨機(jī)特性。雷達(dá)的目標(biāo)提取器不僅能檢測(cè)、錄取真實(shí)目標(biāo)的點(diǎn)跡數(shù)據(jù),同時(shí)也能錄取虛假目標(biāo)的點(diǎn)跡數(shù)據(jù),這些真假目標(biāo)的點(diǎn)跡會(huì)一起被上報(bào)到雷達(dá)終端顯示器中,這不僅加大了計(jì)算機(jī)的處理量,而且也不利于目標(biāo)航跡的跟蹤。剔除虛假點(diǎn)跡主要通過(guò)雷達(dá)的信號(hào)處理系統(tǒng)完成,例如采用旁瓣相消、動(dòng)目標(biāo)顯示(MTI)、動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)(MTD)、恒虛警(OFAB)檢測(cè)、雜波圖等處理方法。另外,也可以依據(jù)真假目標(biāo)點(diǎn)跡分布特性的不同對(duì)目標(biāo)點(diǎn)跡進(jìn)行判別,形成點(diǎn)跡過(guò)濾的準(zhǔn)則,本文主要針對(duì)點(diǎn)跡過(guò)濾技術(shù)進(jìn)行研究。

2 點(diǎn)跡過(guò)濾

點(diǎn)跡過(guò)濾主要是利用雷達(dá)回波點(diǎn)跡的不同特征參數(shù)信息,計(jì)算出點(diǎn)跡的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)(0到1之間),然后據(jù)此剔除一些虛假點(diǎn)跡。基本措施是對(duì)提取的目標(biāo)點(diǎn)跡的各個(gè)特征兩兩組合,然后求出該特征組合下的似然概率,最后對(duì)所有特征組合下的似然概率加權(quán)求和,得出用于判別點(diǎn)跡真假的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)。

為了計(jì)算目標(biāo)真假性的似然概率,雷達(dá)首先識(shí)別和標(biāo)識(shí)出所有真假目標(biāo)樣本的點(diǎn)跡。然后對(duì)真假目標(biāo)的點(diǎn)跡,提取有用的特征信息,分別計(jì)算點(diǎn)跡每個(gè)特征對(duì)應(yīng)的均值和標(biāo)準(zhǔn)差。接下來(lái)把真假點(diǎn)跡的特征進(jìn)行組合(如(X,Y),X,Y代表特征信息)放在同一坐標(biāo)系中,如圖1所示。

(圖1中:X,Y代表點(diǎn)跡的特征信息,LK代表似然概率,V是真目標(biāo)樣本集,F(xiàn)是假目標(biāo)樣本集。)

找出一條區(qū)分目標(biāo)真假的分隔線D0,左右等距平移直線D0,得到線D1和D2,它們之間的寬度由α確定:

式中,α是(0,1.0)之間的常量,X0,X1,X2是D0、D1和D2與X軸的交點(diǎn),Y0,Y1,Y2是D0、D1和D2與Y軸的交點(diǎn)。

一個(gè)基本的似然概率計(jì)算方法是,規(guī)定在線D1和D2之間的點(diǎn)的似然概率在0.0和1.0之間,超過(guò)直線D:的點(diǎn)的似然概率約束為1.0,在直線D1之下的點(diǎn)的似然概率約束為0;

為了給出最終的似然概率LK,對(duì)同一點(diǎn)跡的每一特征組合下的似然概率進(jìn)行加權(quán)求和,可得:

其中,LK是似然概率,Lpi是第i個(gè)特征組合的基本似然概率,wpi是第i個(gè)特征組合的權(quán)重。

最后,判別目標(biāo)點(diǎn)跡真假性的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)計(jì)算為:R=1.0-LK

觀察圖1可以發(fā)現(xiàn),目標(biāo)真假性的判別結(jié)果主要受分隔線D1、D2的間距影響,即取決于α的大小。

根據(jù)計(jì)算出的每一個(gè)點(diǎn)跡的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù),設(shè)置一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)門限T,用如下公式進(jìn)行真假目標(biāo)判別,以過(guò)濾掉噪聲虛警、雜波剩余及干擾等虛假目標(biāo)的點(diǎn)跡。根據(jù)上述點(diǎn)跡過(guò)濾的實(shí)現(xiàn)步驟,給出實(shí)現(xiàn)流程圖(圖2),并據(jù)此進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn):

3 計(jì)算仿真

上節(jié)所述特征組合的選擇,一般取決于雷達(dá)類型、工作模式、雜波環(huán)境及干擾類型等。本章我們提取的目標(biāo)三個(gè)特征參數(shù)信息是:目標(biāo)點(diǎn)跡的歸一化幅度、距離展寬、方位展寬,它們對(duì)應(yīng)的均值和標(biāo)準(zhǔn)差見(jiàn)表1。

3.1 仿真結(jié)果

(1)利用上述真假目標(biāo)判別的求解步驟,對(duì)照?qǐng)D1給出一種特征組合下的似然概率劃分圖(圖3)。

(2)本仿真T=0.9,由第2章可知,假目標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)應(yīng)為R>0.9,真目標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)應(yīng)為R≤0.9。下面取3組α值,分析真假目標(biāo)判別的性能。

1.當(dāng)α=0.1時(shí),各取100組真、假目標(biāo)的特征信息,求解出風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)如圖4所示。

觀察圖4及表2可以得出,α=0.1時(shí)真假目標(biāo)判別的正確率為P0.1=(97+79)/200%=88%。部分假目標(biāo)點(diǎn)跡的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)并不滿足判別條件,真目標(biāo)點(diǎn)跡的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)基本上都滿足判別條件。因此,得出的結(jié)果會(huì)把一些假目標(biāo)的點(diǎn)跡判別為真目標(biāo),把少許真目標(biāo)的點(diǎn)跡判別為假目標(biāo)。

2.當(dāng)α=0.5時(shí),各取100組真、假目標(biāo)的特征信息,求解出風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)如圖5所示。

觀察圖5及表3可以得出,α=0.5時(shí)真假目標(biāo)判別的正確率為P0.5=61.5%。

3.當(dāng)α=0.9時(shí),各取100組真、假目標(biāo)的特征信息,求解出風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)如圖6所示。

觀察圖6及表4可以得出,α=0.9時(shí)真假目標(biāo)判別的正確率為P0.9=50.5%。

統(tǒng)計(jì)上述3組判別結(jié)果見(jiàn)表5。

由表5可以看出,隨著α值的增加,真假目標(biāo)的聯(lián)合判別正確率逐漸降低。同時(shí)對(duì)照表2~4也可以發(fā)現(xiàn),隨著α值的增加,真目標(biāo)的判別正確率提高,但假目標(biāo)的判別正確率降低。當(dāng)α取值較小時(shí),真假目標(biāo)的聯(lián)合判別正確率比較高,但也會(huì)使部分真目標(biāo)被判別為假目標(biāo),這將導(dǎo)致真目標(biāo)點(diǎn)跡的丟失,不利于跟蹤,因此應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇。值的大小。

4 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)處理結(jié)果

在上述理論仿真的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)處理驗(yàn)證。通過(guò)對(duì)某雷達(dá)實(shí)測(cè)回波信號(hào)進(jìn)行脈壓、多普勒濾波、CFAR及雜波圖檢測(cè)等處理得到目標(biāo)點(diǎn)跡,進(jìn)而通過(guò)對(duì)比二次雷達(dá)信息選取出真、假目標(biāo)點(diǎn)跡作為訓(xùn)練樣本,分別得到真、假目標(biāo)各個(gè)特征的均值、標(biāo)準(zhǔn)差。對(duì)未知點(diǎn)跡采用第2章所述算法計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)系數(shù),對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)跡進(jìn)行過(guò)濾,基本處理流程如圖7所不。

目標(biāo)點(diǎn)跡凝聚處理的過(guò)程在電子工業(yè)出版社出版的《雷達(dá)信號(hào)處理和數(shù)據(jù)處理技術(shù)》一書(shū)中有詳細(xì)描述,本文不再贅述。

目標(biāo)的原始點(diǎn)跡經(jīng)凝聚處理后,己獲得唯一的距離、方位估計(jì)值。同時(shí),在進(jìn)行上述凝聚的過(guò)程中,分別提取點(diǎn)跡在距離、方位上的展寬特性。

經(jīng)過(guò)點(diǎn)跡凝聚處理己得到點(diǎn)跡的距離、方位、幅度及距離展寬、方位展寬等信息,緊接著對(duì)得到的點(diǎn)跡計(jì)算其風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)。本次實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)處理中,所設(shè)風(fēng)險(xiǎn)門限T=0.9,不同α值時(shí)的判別結(jié)果如下:

(1)α=0.1的判別結(jié)果

對(duì)上圖所示點(diǎn)跡進(jìn)行統(tǒng)計(jì):點(diǎn)跡過(guò)濾前有21021個(gè)點(diǎn)跡,點(diǎn)跡過(guò)濾后有8057個(gè)點(diǎn)跡(α=0.1)。由此可以發(fā)現(xiàn)第2章所述點(diǎn)跡過(guò)濾算法取得了一定的點(diǎn)跡剔除效果。同時(shí)可以發(fā)現(xiàn),對(duì)于區(qū)域A,原始點(diǎn)跡中被虛假點(diǎn)跡掩蓋住的真目標(biāo)航跡,經(jīng)過(guò)點(diǎn)跡過(guò)濾處理后顯性的出現(xiàn)在視野中。當(dāng)然,對(duì)于區(qū)域B,也可以發(fā)現(xiàn)點(diǎn)跡過(guò)濾后,部分真目標(biāo)點(diǎn)跡被判錯(cuò)。通過(guò)對(duì)比二次雷達(dá)提供的航跡信息,真實(shí)目標(biāo)的判別正確率約為87.56%。

5 結(jié)論

通過(guò)對(duì)比上述不同α值時(shí)實(shí)測(cè)點(diǎn)跡過(guò)濾結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),一方面隨著α值的增大,真目標(biāo)判別的正確率逐漸增大;但是,另一方面隨著α值的增大,剔除的虛假點(diǎn)跡個(gè)數(shù)也逐漸減少,所得結(jié)果與第3章的仿真結(jié)果一致。工程應(yīng)用中,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的α值,以達(dá)到預(yù)期的效果。

參考文獻(xiàn)

[1]吳順君,梅曉春等編著.雷達(dá)信號(hào)處理和數(shù)據(jù)處理技術(shù)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2008.

[2]Merrill I.Skolnik主編,王軍等譯.雷達(dá)手冊(cè)[M].(第二版中譯本)北京:電子工業(yè)出版社,2003.

[3]丁鷺飛,耿富錄編著.雷達(dá)原理[M].(第三版)西安電子科技大學(xué)出版社,2014.

[4] Mark.A.Richards著,邢孟道等譯.雷達(dá)信號(hào)處理基礎(chǔ)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2008.

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