[发明专利]一种基于Kmeans聚类算法的气象雷达信标检测方法

说明书

本发明涉及一种基于Kmeans聚类算法的气象雷达信标检测方法，所述气象雷达信标检测方法包括：S1：通过气象雷达天线扫描获得多个原始信标的信标参数信息；S2：根据原始信标的第一信标参数信息，对同一信标编码的多个原始信标进行聚类获得聚类信标；S3：根据原始信标的第二信标参数信息，对聚类信标中的原始信标的第一信标参数信息进行加权平均，获得聚类信标的质心。本发明的基于Kmeans聚类算法的雷达信标检测方法通过采集雷达一个扇面内所有的信标信号，对采集的所有信号在一定方位及距离范围内，根据信号功率对信标目标进行聚类，使检测出的信标结果更加准确，在不改变硬件结构、不新增经费的基础上有效的解决了该问题。

技术领域

本发明属于机载气象雷达探测技术领域，尤其涉及一种基于Kmeans聚类算法的气象雷达信标检测方法。

背景技术

信标探测功能作为机载气象雷达常用的辅助功能，主要通过机载气象雷达与地面信标机之间的询问和应答实现，通常能使载机气象雷达在数十公里以外确定地面信标机的相对位置，从而实现物资投放、载机定点飞行以及在海上和其他恶劣环境下的救援等工作。

参见图1所示的信标探测示意图及图2所示的信标探测流程，机载气象雷达对信标探测的工作原理为：雷达发射射频询问脉冲信号，由地面信标机接收后，地面信标机发射应答脉冲信号，雷达接收到应答脉冲信号后进行脉冲信号处理，经放大、A/D(模拟/数字)采样、测距、译码等处理后，解算出地面信标机的方位及距离，并将其输出到电子飞行仪表系统(Electronic Flight InstrumentSystem，EFIS)。

然而现有的信标探测技术主要有以下缺点：

通常实现满足机载雷达较大的信标探测距离，地面信标机需要拥有较好的应答灵敏度和较强的发射功率，而雷达发射波束的旁瓣易产生部分干扰(图参见3所示的雷达波束图，在雷达波束图中，中间部分为雷达主瓣增益，其余为旁瓣增益，而旁瓣增益中具有较强信号强度的增益则会被误认为是有用信号，如图3中P处增益)。如果到地面达信标机天线的功率密度Pr大于地面信标机的应答灵敏度，地面信标机就可以判别询问信号有效，并发送应答脉冲信标信号，流程参见图4所示。由于旁瓣增益较低，因此仅在较近的探测距离上，气象雷达探测时在一定的探测方位角度上能检测到多个信标目标(其中包含虚假目标)，使得信标检测结果不准确，信标准确度不满足要求。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有地面信标机拥有较好的应答灵敏度和较强的发射功率情况下，机载气象雷达发射波术旁瓣易产生干扰，雷达在信标近距离探测时会探测到同一距离、不同方位的多个目标的问题，为此本发明提供了一种基于Kmeans聚类算法的雷达信标检测方法，可在一定方位及距离范围内，对探测的多个信标目标进行聚类，并根据信号参数进行平均，从而提高信标检测的正确性，使得载机辅助定位更加准确。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于Kmeans聚类算法的气象雷达信标检测方法，其特征在于，所述气象雷达信标检测方法包括：

S1：通过气象雷达天线扫描获得多个原始信标的信标参数信息；

S2：根据原始信标的第一信标参数信息，对同一信标编码的多个原始信标进行聚类获得聚类信标；

S3：根据原始信标的第二信标参数信息，对聚类信标中的原始信标的第一信标参数信息进行加权平均，获得聚类信标的质心。

进一步的，所述信标参数信息包括信标距离、信标方位角及信标功率。

进一步的，所述第一信标参数信息为距离及信标方位角。

进一步的，所述第二信标参数信息为信标功率。

进一步的，所述获得聚类信标的过程为：