[发明专利]一种基于多站时差网格聚类的信号分选方法

说明书

本发明属信号处理技术领域，具体涉及一种基于多站时差网格聚类的信号分选方法。本发明的方法包括：1)设置多个接收站，包括一个主站和多个副站，同时测量各信号源每个脉冲信号的信号到达时间(TOA)，构成原始脉冲到达时间序列集合。2)以主副站时差为维度，构建多维参数空间。3)通过主副站接收脉冲的匹配，计算其时差并生成空间中的参数点，再通过网格聚类估计出可能的时差。4)在脉冲序列中遍历搜索具有相同时差的脉冲组，并划为新分组，将新分组中的脉冲从原始脉冲序列中去除，生成新的脉冲序列样本。5)对新的脉冲序列样本重复步骤3、4，直到脉冲全部分组完毕，完成分选，各个分组结果即为分选结果。本方法具有很强的鲁棒性和抗干扰能力。

技术领域

本发明属于信号处理技术领域，具体涉及一种基于多站时差网格聚类的信号分选方法。

背景技术

随着现代科学技术的发展，高技术在军事战争中的广泛应用，电子对抗已成为影响战争胜负的关键因素。雷达侦察是现代电子战的重要组成部分之一，雷达信号分选是雷达侦察的主要任务之一。信号分选是在多个雷达脉冲交错的条件下，提取各辐射源的脉冲。随着现代战场的电磁环境越来越复杂，雷达技术发展迅速，雷达信号分选面临着很多困难。在实际环境下，信号分选会受到信号丢失、高密度、高噪声和设备误差的影响，传统利用单站信息的分选方法难以实现很好的效果，已经不能满足当前信号分选任务的需求。

发明内容

针对传统方法应用范围窄，效果不稳定的问题，本发明利用时差参数和网格聚类算法，依靠多维度、实时性和智能化的特点，提出了一种具有广泛适用性，鲁棒性强，能应用于复杂信号和复杂传播环境的信号分选方法，以解决现有方法对复杂体制雷达信号以及在脉冲丢失情况下难以达到良好分选效果的技术难题，是信号分选算法的重要突破点之一。

本发明的技术方案是：

一种基于多站时差网格聚类的信号分选方法，包括以下步骤：

S1、设置多个已方观测站，包括一个主站和多个副站，同时接收空间中多个目标源发射的脉冲信号，通过对脉冲信号到达时间(TOA)的测量得到脉冲到达时间序列，构成主站脉冲TOA集合以及各个副站脉冲TOA集合其中N_i为各站接收到脉冲的个数。将这些脉冲作为分选样本；

S2、构建多维超空间，空间的各个维度即为脉冲到达主站与各个副站的时差；

S3、利用主副站脉冲的组合构建空间中的数据点。以主站接收的脉冲序列为基准，每个副站脉冲序列中均有一个脉冲与其是同一脉冲。对主站中某一脉冲，从每个副站的脉冲序列中分别选出一个脉冲与其匹配并计算其时差，将每个时差作为一个维度，主副站多维时差可视为超空间中的一个数据点。设主站第k个脉冲存在一种脉冲匹配方式为其中，表示主站第k个脉冲的TOA，表示此匹配中属于第i个观测站脉冲的TOA。则可计算其时差并生成数据点其中表示主站第k个脉冲与此匹配中属于第i个观测站脉冲的时差。每个主站脉冲可与副站脉冲形成多种可能的匹配方式，若有M种可能的匹配，则能生成M个数据点在此步骤中选取主站前若干个脉冲，通过其与副站脉冲的匹配计算时差并生成空间中的多个数据点；

S4、对步骤S3中超空间内的数据点进行网格聚类搜索，取聚类结果中样本数量最多的分组。对此分组中全部样本点，计算其聚类中心，聚类中心的坐标[TDOA₁，TDOA₂，…TDOA_K]即为待测时差；

S5、以得到的待测时差为基准，在分选样本中搜索具有相同时差的各个脉冲对，将搜索得到的全部脉冲对作为新分组，并将新分组从脉冲样本中去除，更新脉冲样本后回到步骤S3，直至脉冲样本完全遍历后进入步骤S6；

S6、将获得的所有新分组的各个脉冲序列分组作为样本信号分选结果，将各个分组按照脉冲到达时间排序后即完成信号分选。