非同質(zhì)分布背景下的高頻雷達(dá)目標(biāo)多幀檢測(cè)技術(shù)研究.pdf_第1頁(yè)
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1、利用高頻段垂直極化電磁波在海洋表面繞射的原理,高頻地波超視距雷達(dá)(High Frequency Surface Wave Radar, HFSWR)能夠?qū)崿F(xiàn)全天候、大范圍超視距探測(cè),并且可以避免針對(duì)傳統(tǒng)微波雷達(dá)設(shè)計(jì)的隱身技術(shù)對(duì)檢測(cè)性能的損害。這些有利特性使得 HFSWR在軍事和民用領(lǐng)域都獲得了廣泛的應(yīng)用。然而,HFSWR檢測(cè)背景中多源雜波(如海雜波、電離層雜波、大氣噪聲等)的共同干擾使得檢測(cè)平面呈現(xiàn)非同質(zhì)特性,背景統(tǒng)計(jì)特性難以用單一統(tǒng)計(jì)

2、分布進(jìn)行描述,這使得目標(biāo)檢測(cè)的難度大大增加。
  為此,本文深入研究真實(shí)HFSWR系統(tǒng)檢測(cè)背景的統(tǒng)計(jì)分布特征,針對(duì)弱目標(biāo)檢測(cè)問(wèn)題,提出了一種基于檢測(cè)背景統(tǒng)計(jì)特性分析的多幀檢測(cè)策略。這一策略包括HFSWR檢測(cè)背景分割、分割區(qū)統(tǒng)計(jì)特性分析、基于分割區(qū)統(tǒng)計(jì)特性的檢測(cè)平面均勻化以及均勻檢測(cè)平面下的檢測(cè)前跟蹤技術(shù)應(yīng)用四個(gè)主要模塊。本文針對(duì)這四個(gè)模塊的關(guān)鍵技術(shù)展開(kāi)研究,主要內(nèi)容如下:
  1.提出了一種快速 Viterbi算法實(shí)現(xiàn)檢測(cè)前

3、跟蹤技術(shù)。檢測(cè)前跟蹤技術(shù)相比于傳統(tǒng)先檢測(cè)后跟蹤技術(shù)能夠更加有效的檢測(cè)到信噪比更低的小目標(biāo)。Viterbi算法是動(dòng)態(tài)編程算法實(shí)現(xiàn)檢測(cè)前跟蹤的一種手段,本文提出的快速Viterbi算法是對(duì)常規(guī)算法的一種改進(jìn),特點(diǎn)是計(jì)算量更低、避免了常規(guī)算法中的能量擴(kuò)散效應(yīng)、檢測(cè)性能與常規(guī)算法相當(dāng)。這種新算法并不局限于在高頻雷達(dá)中使用,可以推廣到其他體制雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)、紅外目標(biāo)檢測(cè)、視頻目標(biāo)跟蹤等領(lǐng)域。
  2.采用云模型方法對(duì)HFSWR檢測(cè)背景進(jìn)行了區(qū)

4、域分割,將不具有統(tǒng)一分布特性的檢測(cè)背景分割成強(qiáng)散射區(qū)、中等散射區(qū)和弱散射區(qū)。并分別對(duì)三個(gè)分割區(qū)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析,利用不同參數(shù)的Weibull分布對(duì)各個(gè)散射區(qū)進(jìn)行擬合。并利用分割區(qū)擬合線性度、分割區(qū)之間的KL散度等指標(biāo)對(duì)分割結(jié)果進(jìn)行了評(píng)價(jià)和優(yōu)化。檢測(cè)背景分割為利用已知統(tǒng)計(jì)分布對(duì)HFSWR非同質(zhì)檢測(cè)背景進(jìn)行描述提供了可能,為利用統(tǒng)計(jì)特征選擇、設(shè)計(jì)檢測(cè)手段奠定了基礎(chǔ)。
  3.利用分割結(jié)果對(duì)HFSWR非同質(zhì)檢測(cè)背景進(jìn)行了均勻化,得到了統(tǒng)一

5、的指數(shù)分布檢測(cè)平面。首先利用一元曲線回歸分析對(duì)檢測(cè)背景進(jìn)行野值剔除,避免強(qiáng)雜波、噪聲、目標(biāo)等對(duì)檢測(cè)背景分布參數(shù)估計(jì)的影響;然后將具有Weibull分布特征的檢測(cè)平面轉(zhuǎn)化為均勻的指數(shù)分布檢測(cè)平面。檢測(cè)平面的均勻化為經(jīng)典恒虛警檢測(cè)手段以及檢測(cè)前跟蹤技術(shù)的實(shí)施奠定了基礎(chǔ)。
  4.綜合以上模塊,提出了一種基于檢測(cè)背景分割的HFSWR弱目標(biāo)多幀檢測(cè)策略。綜合運(yùn)用檢測(cè)背景分割、統(tǒng)計(jì)特征分析、檢測(cè)平面均勻化、檢測(cè)前跟蹤技術(shù)等手段實(shí)現(xiàn)HFSWR

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