本發(fā)明涉及雷達(dá)，尤其涉及一種基于廣義內(nèi)積檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量的機(jī)載雷達(dá)雜波分類處理方法。

背景技術(shù)：

1、機(jī)載雷達(dá)平臺(tái)由于本身的運(yùn)動(dòng)屬性以及雷達(dá)視角的下視特性，會(huì)使得機(jī)載雷達(dá)雜波的空間譜與多普勒譜大大展寬，甚至充滿整個(gè)頻帶，因此單獨(dú)的時(shí)域或者空域處理已無(wú)法有效濾除雜波。但是，由于雜波塊相對(duì)于雷達(dá)平臺(tái)的徑向速度與其空域角度相關(guān)，因此在空時(shí)二維平面上雜波譜會(huì)呈現(xiàn)出一定的耦合特性，這就為在空時(shí)二維做聯(lián)合處理提供了可能性。即如果能夠合理設(shè)計(jì)一種濾波器，使其在空時(shí)二維平方面上形成與雜波譜相匹配的斜向凹口，那么就能有效的抑制雜波，這就空時(shí)二維自適應(yīng)信號(hào)處理(stap)的基本原理。

2、stap濾波器的雜波抑制性能依賴于對(duì)待檢測(cè)單元雜噪?yún)f(xié)方差矩陣的準(zhǔn)確估計(jì)，根據(jù)rmb準(zhǔn)則，最少需要兩倍系統(tǒng)自由度的獨(dú)立同分布(independent?and?identicallydistributed，iid)樣本，才能保證stap濾波器性能損失小于3db。但在復(fù)雜地理環(huán)境下，機(jī)載雷達(dá)面臨的雜波可能是非均勻的，如在山區(qū)、海路交界、海島、城市等，滿足iid條件的樣本數(shù)不足，會(huì)導(dǎo)致采樣協(xié)方差矩陣與待檢測(cè)單元失配而影響stap濾波器的雜波抑制性能。知識(shí)輔助stap方法的提出，為解決非均勻雜波環(huán)境下的雜波抑制問(wèn)題提供了新的思路，即通過(guò)將雷達(dá)參數(shù)、雜波散射系數(shù)等先驗(yàn)知識(shí)融入到濾波器設(shè)計(jì)當(dāng)中，以改善stap算法在非均勻雜波環(huán)境下的雜波抑制性能。若利用基于環(huán)境感知的知識(shí)輔助stap(ka-stap)方法，通過(guò)發(fā)射正交波形對(duì)雜波環(huán)境進(jìn)行主動(dòng)感知的方式，獲取雜波散射系數(shù)，并結(jié)合雷達(dá)系統(tǒng)參數(shù)信息構(gòu)造先驗(yàn)雜波協(xié)方差矩陣，再與采樣協(xié)方差矩陣融合后用于設(shè)計(jì)stap濾波器，可改善在非均勻雜波場(chǎng)景下采樣協(xié)方差矩陣與待檢測(cè)單元失配的問(wèn)題。但是，在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，對(duì)于某些復(fù)雜地理環(huán)境，其均勻雜波與非均勻雜波往往是交叉分布的，因此如果對(duì)全距離段應(yīng)用知識(shí)輔助stap算法，勢(shì)必會(huì)帶來(lái)巨大的計(jì)算量，難以滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)性要求。另一方面，對(duì)于其中的均勻距離段，其采樣協(xié)方差矩陣已經(jīng)是近似最優(yōu)，而這時(shí)如果仍然融入先驗(yàn)協(xié)方差矩陣，反而會(huì)影響系統(tǒng)性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于廣義內(nèi)積檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量的機(jī)載雷達(dá)雜波分類處理方法、裝置、電子設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

2、本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于廣義內(nèi)積檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量的機(jī)載雷達(dá)雜波分類處理方法，包括以下步驟：

3、根據(jù)檢測(cè)到的回波信號(hào)的采樣協(xié)方差矩陣對(duì)每個(gè)待檢測(cè)距離單元回波的空時(shí)快拍進(jìn)行白化處理，確定每個(gè)待檢測(cè)距離單元的廣義內(nèi)積檢測(cè)統(tǒng)計(jì)量；

4、根據(jù)所述每個(gè)待檢測(cè)距離單元的廣義內(nèi)積檢測(cè)統(tǒng)計(jì)量和雷達(dá)系統(tǒng)自由度判斷所述每個(gè)待檢測(cè)距離單元是否位于均勻雜波區(qū)；

5、當(dāng)待檢測(cè)距離單元位于均勻雜波區(qū)時(shí)，對(duì)所述采樣協(xié)方差矩陣進(jìn)行主分量分析，確定主分量分析采樣協(xié)方差矩陣和第一濾波器權(quán)值；

6、第一濾波器根據(jù)所述第一濾波器權(quán)值對(duì)所述待檢測(cè)距離單元回波進(jìn)行雜波抑制；

7、當(dāng)待檢測(cè)距離單元位于非均勻雜波區(qū)時(shí)，根據(jù)先驗(yàn)雜噪?yún)f(xié)方差矩陣和所述采樣協(xié)方差矩陣，確定融合協(xié)方差矩陣和最優(yōu)融合因子；其中，所述先驗(yàn)雜噪?yún)f(xié)方差矩陣根據(jù)雜波環(huán)境感知散射系數(shù)和雷達(dá)系統(tǒng)參數(shù)確定；

8、根據(jù)所述最優(yōu)融合因子確定第二濾波器權(quán)值；

9、第二濾波器根據(jù)所述第二濾波器權(quán)值對(duì)所述待檢測(cè)距離單元回波進(jìn)行雜波抑制。

10、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述廣義內(nèi)積檢測(cè)統(tǒng)計(jì)量的表達(dá)式為：

11、

12、其中，χi表示第i個(gè)待檢測(cè)距離單元回波的空時(shí)快拍，表示采樣協(xié)方差矩陣。

13、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述根據(jù)所述每個(gè)待檢測(cè)距離單元的廣義內(nèi)積檢測(cè)統(tǒng)計(jì)量和雷達(dá)系統(tǒng)自由度判斷所述每個(gè)待檢測(cè)距離單元是否位于均勻雜波區(qū)，包括：

14、判斷所述每個(gè)待檢測(cè)距離單元的廣義內(nèi)積檢測(cè)統(tǒng)計(jì)量是否小于或等于雷達(dá)系統(tǒng)自由度的二倍；

15、若待檢測(cè)距離單元的廣義內(nèi)積檢測(cè)統(tǒng)計(jì)量小于或等于雷達(dá)系統(tǒng)自由度的二倍，則待檢測(cè)距離單元位于均勻雜波區(qū)；

16、若待檢測(cè)距離單元的廣義內(nèi)積檢測(cè)統(tǒng)計(jì)量大于雷達(dá)系統(tǒng)自由度的二倍，則待檢測(cè)距離單元位于非均勻雜波區(qū)。

17、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述對(duì)所述采樣協(xié)方差矩陣進(jìn)行主分量分析，確定主分量分析采樣協(xié)方差矩陣和第一濾波器權(quán)值，包括：

18、對(duì)所述采樣協(xié)方差矩陣進(jìn)行主分量分析，確定主分量分析采樣協(xié)方差矩陣；

19、根據(jù)所述主分量分析采樣協(xié)方差矩陣，確定第一濾波器權(quán)值。

20、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述主分量分析采樣協(xié)方差矩陣的表達(dá)式為：

21、

22、其中，rpca表示主分量分析采樣協(xié)方差矩陣，pn表示噪聲功率，imn-n表示維度為mn-n的單位矩陣，u＝[u1,u2,…,umn]，λn＝diag(λ1,λ2,…,λn)，λi表示采樣協(xié)方差矩陣按降序排列的特征值，ui表示采樣協(xié)方差矩陣按降序排列的特征值對(duì)應(yīng)的特征向量，n為大于pn的特征值個(gè)數(shù)，n表示陣元數(shù)，m表示相干積累脈沖數(shù)；

23、所述第一濾波器權(quán)值的表達(dá)式為：

24、

25、其中，tm表示降維矩陣，表示降維后的目標(biāo)空時(shí)導(dǎo)向矢量。

26、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述根據(jù)先驗(yàn)雜噪?yún)f(xié)方差矩陣和所述采樣協(xié)方差矩陣，確定融合協(xié)方差矩陣和最優(yōu)融合因子，包括：

27、根據(jù)雜波環(huán)境感知散射系數(shù)和雷達(dá)系統(tǒng)參數(shù)確定先驗(yàn)雜噪?yún)f(xié)方差矩陣；

28、將先驗(yàn)雜噪?yún)f(xié)方差矩陣和所述采樣協(xié)方差矩陣進(jìn)行融合，得到融合協(xié)方差矩陣；

29、根據(jù)所述融合協(xié)方差矩陣和所述每個(gè)待檢測(cè)距離單元的廣義內(nèi)積檢測(cè)統(tǒng)計(jì)量確定最優(yōu)融合因子。

30、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述融合協(xié)方差矩陣的表達(dá)式為：

31、

32、其中，rc表示融合協(xié)方差矩陣，α表示融合因子，表示先驗(yàn)雜噪?yún)f(xié)方差矩陣，為全部待檢測(cè)距離單元的先驗(yàn)雜噪?yún)f(xié)方差矩陣的集合，表示第i個(gè)待檢測(cè)距離單元的先驗(yàn)雜噪?yún)f(xié)方差矩陣，v(φj,θj)表示第i個(gè)待檢測(cè)距離單元內(nèi)第j個(gè)雜波塊的空時(shí)導(dǎo)向矢量，φj表示第j個(gè)雜波塊的方位角，θj表示第j個(gè)雜波塊的俯仰角，αj表示第j個(gè)雜波塊回波的幅度，g表示脈壓增益，為第j個(gè)雜波塊的雷達(dá)發(fā)射增益，表示第j個(gè)雜波塊的功率衰減，為雷達(dá)斜距，表示第j個(gè)雜波塊的雜波環(huán)境感知散射系數(shù)；

33、所述最優(yōu)融合因子的表達(dá)式為：

34、

35、所述第二濾波器權(quán)值的表達(dá)式為：

36、

37、其中，μ為常數(shù)，表示當(dāng)前待檢測(cè)距離單元的空時(shí)導(dǎo)向矢量，表示當(dāng)前待檢測(cè)距離單元的歸一化空間頻率，表示當(dāng)前待檢測(cè)距離單元的歸一化多普勒頻率，d表示陣元間距，λ表示波長(zhǎng)，ft表示當(dāng)前待檢測(cè)距離單元的多普勒頻率，tr表示脈沖重復(fù)周期。

38、本發(fā)明的有益效果：

39、本發(fā)明通過(guò)計(jì)算機(jī)載雷達(dá)回波的廣義內(nèi)積檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量，利用均勻雜波區(qū)與非均勻雜波區(qū)在gip結(jié)果上的差異，在雷達(dá)接收端對(duì)雜波進(jìn)行分類，以分別匹配最佳的處理方法，本發(fā)明的方法運(yùn)行效率高，可以在接收端對(duì)均勻與非均勻雜波進(jìn)行分類，以指導(dǎo)知識(shí)輔助stap方法與傳統(tǒng)stap方法相互結(jié)合，有效降低了計(jì)算量，節(jié)省雷達(dá)資源，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)性能與計(jì)算資源間的最佳平衡。

40、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書(shū)中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書(shū)中變得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在所寫(xiě)的說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求書(shū)、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。

41、下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。