本發(fā)明涉及雷達(dá)數(shù)據(jù)處理，具體涉及一種分布式雷達(dá)低通量信號級融合檢測方法及設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、分布式雷達(dá)系統(tǒng)一般包括多個(gè)雷達(dá)站和一個(gè)融合中心，對于分布式雷達(dá)系統(tǒng)，為了獲得更好的檢測性能，多個(gè)雷達(dá)站往往需要將觀測區(qū)域的原始信號通過無線通信鏈路全部發(fā)送到融合中心進(jìn)行信號融合，在這種架構(gòu)下，往往需要消耗較大的通信帶寬。

2、現(xiàn)有的分布式雷達(dá)信號級融合檢測方法例如包括：方法一“一種分布式雷達(dá)低通信量準(zhǔn)信號融合目標(biāo)探測處理方法”，該方法結(jié)合距離單元位置編碼和過局部雷達(dá)門限的回波信號數(shù)據(jù)量化編碼，進(jìn)一步進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮編碼，并將包含目標(biāo)信號的雷達(dá)回波信號數(shù)據(jù)加密后傳輸至融合中心判決。方法二“一種基于多普勒通道最大值量化的分布式雷達(dá)目標(biāo)檢測方法”，該方法發(fā)送多普勒通道最大值到融合中心，以進(jìn)行分布式信號融合檢測，且采取最小二乘量化lsq算法對多普勒最大值進(jìn)行量化，因而減小了通信帶寬，降低了計(jì)算成本?！?/p>

3、但是由于上述方法傳輸數(shù)據(jù)量仍然較大，因此仍然存在所需通信帶寬較高的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種分布式雷達(dá)低通量信號級融合檢測方法及設(shè)備。

2、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種分布式雷達(dá)低通量信號級融合檢測方法，應(yīng)用于分布式雷達(dá)系統(tǒng)，分布式雷達(dá)系統(tǒng)包括：融合中心和多個(gè)雷達(dá)，包括：

4、所有雷達(dá)各自接收回波信號，得到原始復(fù)信號；

5、所有雷達(dá)對原始復(fù)信號進(jìn)行實(shí)信號構(gòu)建處理，得到檢測統(tǒng)計(jì)量，并基于檢測統(tǒng)計(jì)量構(gòu)建融合統(tǒng)計(jì)量；

6、所有雷達(dá)對檢測統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行雙門限篩選得到篩選統(tǒng)計(jì)量，并利用篩選統(tǒng)計(jì)量計(jì)算得到判決門限；

7、所有雷達(dá)基于最小二乘量化lsq方法對篩選統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行量化處理，得到實(shí)際量化值，并將實(shí)際量化值、融合統(tǒng)計(jì)量以及判決門限發(fā)送到融合中心；

8、融合中心基于實(shí)際量化值、融合統(tǒng)計(jì)量以及判決門限，獲得融合目標(biāo)檢測結(jié)果。

9、可選地，所有雷達(dá)對原始復(fù)信號進(jìn)行實(shí)信號構(gòu)建處理，得到檢測統(tǒng)計(jì)量，并基于檢測統(tǒng)計(jì)量構(gòu)建融合統(tǒng)計(jì)量，包括：

10、所有雷達(dá)基于能量處理算法對原始復(fù)信號進(jìn)行實(shí)信號構(gòu)建處理，得到檢測統(tǒng)計(jì)量rk；

11、

12、其中，lk表示第k個(gè)雷達(dá)在相參處理時(shí)間內(nèi)的脈沖積累數(shù)，xk(l)表示第k個(gè)雷達(dá)在第l個(gè)脈沖下的原始復(fù)信號，其中l(wèi)＝1,2,…,ld，ld表示總脈沖數(shù)；

13、基于檢測統(tǒng)計(jì)量rk，采用如下公式構(gòu)建得到融合統(tǒng)計(jì)量r；

14、

15、其中，nd表示雷達(dá)總數(shù)，表示基于局部雷達(dá)信噪比ρk對rk中的任意值rk進(jìn)行的泰勒展開；

16、

17、表示fk(rk,ρk)的一階導(dǎo)數(shù)，fk(rk,ρk)表示基于局部雷達(dá)信噪比ρk對rk進(jìn)行對數(shù)似然比變換的結(jié)果，表示fk(rk,ρk)在處展開的函數(shù)值，o(rk)表示檢測統(tǒng)計(jì)量rk的高階無窮小量。

18、可選地，所有雷達(dá)對檢測統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行雙門限篩選，得到篩選統(tǒng)計(jì)量，并利用篩選統(tǒng)計(jì)量計(jì)算得到判決門限，包括：

19、每個(gè)雷達(dá)基于通信帶寬降低因子αk計(jì)算對應(yīng)的篩選門限gk；

20、將檢測統(tǒng)計(jì)量rk中大于篩選門限gk的值，構(gòu)成篩選統(tǒng)計(jì)量tk；

21、基于篩選統(tǒng)計(jì)量tk計(jì)算得到虛警概率pf；

22、利用篩選統(tǒng)計(jì)量tk和虛警概率pf，通過二分法搜索得到對應(yīng)的判決門限g。

23、可選地，篩選門限gk表示為：

24、gk＝-ln(αk)。

25、可選地，基于篩選統(tǒng)計(jì)量tk計(jì)算得到虛警概率pf，包括：

26、對tk進(jìn)行編碼，得到編碼集合s；

27、

28、其中，nd表示雷達(dá)總數(shù)，k表示第k個(gè)雷達(dá)，dk表示第一參數(shù)，gk表示篩選門限，

29、基于編碼集合s采用如下公式，計(jì)算得到虛警概率pf；

30、

31、pi(s|h0)表示第二參數(shù)，pi(s|h0)表示第三參數(shù)，

32、

33、其中，i表示編碼集合s的第i種可能性，n表示tk中未通過gk的集合，y表示tk中通過gk的集合，zi表示虛警概率pf在第i種可能性下的門限，表示篩選統(tǒng)計(jì)量tk在無目標(biāo)情況h0下的概率密度函數(shù)。

34、可選地，判決門限g表示為：

35、

36、pi(s|h1)表示第四參數(shù)，表示篩選統(tǒng)計(jì)量tk在有目標(biāo)情況h1下的概率密度函數(shù)。

37、可選地，所有雷達(dá)基于最小二乘量化lsq方法對篩選統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行量化處理，得到實(shí)際量化值，并將實(shí)際量化值、融合統(tǒng)計(jì)量以及判決門限發(fā)送到融合中心，包括：

38、s201、所有雷達(dá)獲取初始化量化閾值向量tk、初始化總平方誤差ek和初始化誤差平方殘差e；

39、tk＝[tk,0,tk,1,…,tk,j,…,tk,j]t；

40、其中，tk,j表示雷達(dá)k在第j個(gè)量化區(qū)間下的量化閾值，j＝0,1,…,j，j表示量化區(qū)間總數(shù)，(·)t表示轉(zhuǎn)置運(yùn)算；

41、s202、將初始化總平方誤差ek作為第一總平方誤差

42、s203、基于初始化量化閾值向量tk以及篩選統(tǒng)計(jì)量tk，采用如下公式計(jì)算得到第k個(gè)雷達(dá)在第j個(gè)量化區(qū)間下的中間量化值vk,j；

43、

44、s204、基于中間量化值vk,j，采用如下公式計(jì)算得到第k個(gè)雷達(dá)在第j個(gè)量化區(qū)間下的最優(yōu)量化閾值tk,j′；

45、

46、vk,j+1表示第k個(gè)雷達(dá)在第j+1個(gè)量化區(qū)間下的中間量化值vk,j+1；

47、s205、利用最優(yōu)量化閾值tk,j′對初始化量化閾值向量tk進(jìn)行更新，得到當(dāng)前量化閾值向量tk′；

48、s206、利用最優(yōu)量化閾值tk,j′，采用如下公式計(jì)算得到第二總平方誤差ek′

49、

50、其中，tk,j-1′表示第k個(gè)雷達(dá)在第j-1個(gè)量化區(qū)間下的最優(yōu)量化閾值，表示篩選統(tǒng)計(jì)量tk在有目標(biāo)情況h1下的概率密度函數(shù)；

51、s207、判斷第二總平方誤差ek′與第一總平方誤差的差是否小于等于初始化誤差平方殘差e；

52、s208、當(dāng)s207條件成立，則基于tk在當(dāng)前量化閾值向量tk′中搜索對應(yīng)的區(qū)間，得到區(qū)間搜索結(jié)果，并利用區(qū)間搜索結(jié)果將tk量化為實(shí)際量化值vk；

53、s209、將實(shí)際量化值、融合統(tǒng)計(jì)量以及判決門限發(fā)送到融合中心。

54、可選地，融合中心基于實(shí)際量化值、融合統(tǒng)計(jì)量以及判決門限，獲得融合目標(biāo)檢測結(jié)果，包括：

55、基于實(shí)際量化值vk以及融合統(tǒng)計(jì)量r獲得全局最優(yōu)統(tǒng)計(jì)量

56、判斷全局最優(yōu)統(tǒng)計(jì)量是否大于等于判決門限g；

57、若是，則確定空間分辨單元中存在目標(biāo)；

58、若否，則確定空間分辨單元中不存在目標(biāo)。

59、可選地，全局最優(yōu)統(tǒng)計(jì)量表示為：

60、

61、其中，表示全局最優(yōu)統(tǒng)計(jì)量，nd表示雷達(dá)總數(shù)，k表示第k個(gè)雷達(dá)，p(vk|h0)表示實(shí)際量化值vk在不存在假設(shè)h0下的概率質(zhì)量函數(shù)，p(vk|h1)表示實(shí)際量化值vk在存在假設(shè)h1下的概率質(zhì)量函數(shù)，r表示融合統(tǒng)計(jì)量。

62、第二方面，本發(fā)明提供了一種分布式雷達(dá)低通量信號級融合檢測設(shè)備，包括：處理器、存儲介質(zhì)和總線，存儲介質(zhì)存儲有處理器可執(zhí)行的機(jī)器可讀指令，當(dāng)分布式雷達(dá)低通量信號級融合檢測設(shè)備運(yùn)行時(shí)，處理器與存儲介質(zhì)之間通過總線通信，處理器執(zhí)行機(jī)器可讀指令，以執(zhí)行如上述第一方面分布式雷達(dá)低通量信號級融合檢測方法的步驟。

63、本發(fā)明提供了一種分布式雷達(dá)低通量信號級融合檢測方法及設(shè)備。其中，分布式雷達(dá)低通量信號級融合檢測方法，應(yīng)用于分布式雷達(dá)系統(tǒng)，分布式雷達(dá)系統(tǒng)包括：融合中心和多個(gè)雷達(dá)，方法包括：所有雷達(dá)各自接收回波信號，得到原始復(fù)信號；所有雷達(dá)對原始復(fù)信號進(jìn)行實(shí)信號構(gòu)建處理，得到檢測統(tǒng)計(jì)量，并基于檢測統(tǒng)計(jì)量構(gòu)建融合統(tǒng)計(jì)量；所有雷達(dá)對檢測統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行雙門限篩選得到篩選統(tǒng)計(jì)量，并利用篩選統(tǒng)計(jì)量計(jì)算得到判決門限；所有雷達(dá)基于最小二乘量化lsq方法對篩選統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行量化處理，得到實(shí)際量化值，并將實(shí)際量化值、融合統(tǒng)計(jì)量以及判決門限發(fā)送到融合中心；融合中心基于實(shí)際量化值、融合統(tǒng)計(jì)量以及判決門限，獲得融合目標(biāo)檢測結(jié)果。在本發(fā)明中，首先通過各雷達(dá)進(jìn)行的并行實(shí)信號構(gòu)建處理，得到檢測統(tǒng)計(jì)量，使得原始復(fù)信號從復(fù)數(shù)轉(zhuǎn)換到實(shí)數(shù)，一定程度上減少了數(shù)據(jù)量，避免了通過融合中心處理所有原始復(fù)信號的壓力；其次，通過雙門限篩選和最小二乘量化lsq方法進(jìn)一步對檢測統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行信號篩選處理，最終將篩選處理得到的實(shí)際量化值、融合統(tǒng)計(jì)量以及判決門限發(fā)送到融合中心進(jìn)行目標(biāo)檢測，由于原始復(fù)信號在發(fā)送給融合中心之前已經(jīng)執(zhí)行了多次篩選，且篩選處理是在各雷達(dá)上并行執(zhí)行，因此在提升數(shù)據(jù)處理效率的同時(shí)減少了融合中心的數(shù)據(jù)處理量，在保證目標(biāo)檢測精度的同時(shí)降低了數(shù)據(jù)傳輸所需要的通信帶寬。

64、以下將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。