申请/专利权人：哈尔滨工业大学(威海)

申请日：2024-04-12

公开（公告）日：2024-06-21

公开（公告）号：CN118033589B

主分类号：G01S7/41

分类号：G01S7/41

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.21#授权;2024.05.31#实质审查的生效;2024.05.14#公开

摘要：本发明属于舰船编队特征识别技术领域，公开了基于RD谱定位的高频地波雷达舰船编队识别方法及系统。该方法采用基于相邻区域的CFAR检测器，有效地实现了舰艇编队定位并避免丢失目标，同时克服了同一编队在相邻区域重复检测的缺点。然后，对回波信号进行运动补偿后周期最大化处理，提高分辨率，实现子目标数量的判断。同时，对运动补偿后的回波信号采用傅里叶补偿处理，计算得到各子目标的位置。最后，得到编队中子目标数量和子目标位置。本发明实现了编队识别。

主权项：1.一种基于RD谱定位的高频地波雷达舰船编队识别方法，其特征在于，该方法采用基于相邻区域的二维阶统计量CFAR实现舰艇编队定位并避免丢失目标，对回波信号进行运动补偿，得到无模糊的回波信号，对无模糊回波信号进行周期最大化处理后滤波，实现子目标数量的判断，对无模糊回波信号采用傅里叶补偿处理，计算得到各子目标的位置，根据子目标数量和位置完成编队识别；具体包括：S1，建立符合高频地波雷达实际系统的舰船编队RD空间分布模型；S2，获得RD谱中存在可疑目标的距离单元和多普勒单元索引，确定舰船编队所在的二维区域；S3，对编队回波信号进行运动补偿，得到无模糊的回波信号；S4，对得到的无模糊的回波信号进行周期最大化处理，并滤波，确定编队中子目标的数量；S5，对得到的无模糊回波信号采用傅里叶补偿处理，得到编队中子目标的位置，实现定位；S6，根据得到的子目标数量和子目标位置，实现编队识别；在步骤S2中，确定舰船编队所在的二维区域，包括：S211，标记RD谱中可疑目标单元CelRan，Dol＝1，其中，Ran为存在可疑目标的距离单元索引，Dol为存在可疑目标的多普勒单元索引；S212，以单元CelRan，Dol为中心，遍历邻接单元CelRan-1，Dol，CelRan+1，Dol，CelRan，Dol-1，CelRan，Dol+1；S213，若邻接单元被标记为1，则进行合并，否则不做处理，合并后的单元集合标记为：Set＝CelRan，Dol，CelRan-1，Dol，CelRan+1，Dol，CelRan，Dol-1，CelRan，Dol+1式中，Set表示合并后的单元集合，邻接接单元CelRan-1，Dol＝1，CelRan+1，Dol＝1，CelRan，Dol-1＝1，CelRan，Dol+1＝1；S214，对单元集合Set中新加入的单元重复步骤S212和步骤S213，直到没有新加入的邻接单元，获得单元集合Set表示舰船编队所在的二维区域；在步骤S3中，对编队回波信号进行运动补偿，包括：S301，获得每个时刻的编队回波信号SIF；S302，将编队回波信号转换为慢时间域、快时间域相结合的形式，得到RD谱成像所需的相干积累时间tCIT时刻的回波信号： 式中，SIFtCIT为相干积累时间tCIT时刻编队回波信号，C为信号幅度，N0为编队中子目标的个数，j为虚数符号，B为信号带宽，c为光速，Tc为以秒为单位的扫描宽度，ω为编队子目标相对中心运动的角速度，fc为信号载频，v为编队整体的径向速度，根据舰船编队所在多普勒单元得到；t1为慢时间，Δt为快时间，ri表示初始时刻第i个子目标相对编队中心o′在径向上的投影；li表示初始时刻第i个子目标相对编队中心o′在切向上的投影，Rx表示初始时刻编队中心o′和雷达之间的距离；慢时间t1与扫描次数有关，表示为：t1＝jscanTc其中，jscan为扫描次数，Tc为扫描周期； 式中，k为脉冲个数，q为脉冲周期，为单脉冲内的时间，T0为一个脉冲所占的时间；R0＝R′-vtCIT式中，R′表示舰船编队相对高频地波雷达的距离，根据舰船编队所在的距离单元得到，tCIT表示一张RD谱成像所需的相干积累时间；在步骤S4中，对得到的无模糊的回波信号进行周期最大化处理，并滤波，确定编队中子目标的数量，包括：S401，确定无模糊的回波信号SCOMtCIT的扫描周期Nscan；S402，确定无模糊的回波信号SCOMtCIT的最大周期，若扫描周期Nscan为偶数，无模糊的回波信号SCOMtCIT的最大周期为Nscan-1，若扫描周期Nscan为奇数，无模糊的回波信号SCOMtCIT的最大周期为Nscan；S403，将无模糊的回波信号SCOMtCIT沿扫描周期按奇偶项分开，将奇数项和偶数项进行拼接，组成新的序列Snew；S404，对新的序列Snew进行二维FFT，得到新的RD图像；S405，对新的RD图像进行滤波，确定舰船编队中子目标的数目；在步骤S5中，对得到的无模糊回波信号采用傅里叶补偿处理，得到编队中子目标的位置，实现定位，包括：S501，建立傅里叶补偿函数hjscan；S502，对无模糊回波信号SCOMtCIT进行傅里叶补偿，并按扫描周期积分，得到积分函数Ff1；S503，搜索Ff1局部最大值；S504，得到每个子目标的定位。

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