[发明专利]基于硬判决的分布式真假弹头识别方法

摘要

本发明公开了一种基于硬判决的分布式真假弹头识别方法，属于雷达技术领域。根据对弹道中段的弹头目标运动特性的建模分析，建立了基于分布式处理的状态空间模型，用状态空间模型中的参数矩阵来表征真假弹头微动差异，将弹头识别问题转化成了二元假设检验问题，各个局部处理器将本地观测数据输入LOUD检测器，输出局部硬判决结果0/1，各个局部判决结果被送入融合中心，利用K/G融合准则给出全局判决结果，从而完成真假弹头的判别。该方法不需要估计未知的状态矩阵，采用了分布式处理结构，在减少雷达系统的数据传输和通信损失的同时，保证了较高的检测概率，具有数据处理时间短、识别准确率高的效果。

主权项

一种基于硬判决的分布式真假弹头识别方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1把MIMO雷达接收阵元划分为G个接收子块，各个子块中的接收天线进行联合观测，获得k时刻局部观测向量步骤2计算如下所示的基于分布式处理的状态空间模型中的参数：xk+1＝Fk+1xk+Gk+1uk+wk+1zkg=Hxk+ekg,g=1,...,G]]>步骤2‑1根据工程经验和MIMO雷达估计性能得到状态噪声wk的均值和协方差矩阵Σw；步骤2‑2根据弹头目标运动分析，求得系统输入向量uk；步骤2‑3由系统预处理得到F0与Gk；步骤2‑4依据观测向量确定观测矩阵H；步骤2‑5计算出局部观测噪声的均值以及协方差矩阵步骤2‑5‑1局部观测噪声建模为高斯白噪声；步骤2‑5‑2设定均值为0；步骤2‑5‑3设定与接收子块g有关，而与观测时刻k无关，其对角线元素由状态估计方差CRB计算得到；步骤2‑6根据弹头目标初始状态向量x0、MIMO雷达发射波形以及发射、接收天线位置，计算出步骤2‑5‑3中待求的状态估计方差CRB；步骤3计算局部LOUD检测器，其中n表示LOUD检测器的判决时刻，L′是状态转移矩阵Fk+1的维数；H0和Hl分别对应真弹头、假弹头两个假设；步骤3‑1给定卡尔曼滤波初值x0|0和步骤3‑2计算出卡尔曼滤波过程的一步迭代结果；步骤3‑2‑1 xk+1|k＝F0xk|k+Gk+1uk；步骤3‑2‑2步骤3‑2‑3步骤3‑2‑4步骤3‑3若k＜n‑2，令k＝k+1，重复步骤3‑2；若k＝n‑2，则停止迭代；步骤3‑4迭代停止后得到xn‑1|n‑1与步骤3‑5计算条件概率密度函数步骤3‑5‑1令Fn＝F0；步骤3‑5‑2 xn|n‑1＝Fnxn‑1|n‑1+Gnun‑1；步骤3‑5‑3步骤3‑5‑4求出的条件均值步骤3‑5‑5求出的条件协方差矩阵步骤3‑5‑6由求得其概率密度函数：p(zng|Zn-1g;Fn)=exp{-12(zng-zn|n-1g)T(Σn|n-1g)-1(zng-zn|n-1g)}(2π)L2|Σn|n-1g|12]]>步骤3‑6计算检测器分子部分的求和项步骤3‑6‑1令i＝1,j＝1；步骤3‑6‑2令Fn＝F0+ΔFδ(i,j)，其中δ(i,j)是除了第i行第j列的元素为1其他元素均为0的L'维方阵；步骤3‑6‑3利用步骤3‑5‑2至3‑5‑6求出步骤3‑6‑4令Fn＝F0‑ΔFδ(i,j)；步骤3‑6‑5利用步骤3‑5‑2至3‑5‑6求出步骤3‑6‑6用偏导定义求出检测器分子部分的求和项Πng(i,j)=∂2p(zng|Zn-1g;Fn)∂Fn2(i,j)|Fn=F0=P(zng|Zn-1g;F0+ΔFδ(i,j))+p(zng|Zn-1g;F0-ΔFδ(i,j))-2p(zng|Zn-1g;F0)(ΔF)2]]>步骤3‑6‑7若j＜L'，令j＝j+1，重复步骤3‑6‑2至3‑6‑6；若j＝L'且i＜L'，令i＝i+1，令j＝1，重复步骤3‑6‑2至3‑6‑6；若j＝L'且i＝L'，进入下一步骤；步骤3‑7计算出局部处理器的LOUD检验统计量，ΓLOUDg(zng)=Σj=1L′Σi=1L′Πng(i,j)p(zng|Zn-1g;F0)]]>步骤4求得虚警概率Pfa＝α下的检测门限步骤5将局部处理器的检验统计量与门限比较，若则判定为假弹头，即局部判决结果ug为1，反之ug为0；步骤6重复利用步骤3～5得到G个局部处理器的判决结果ug,g＝1,...,G；步骤7融合中心收集到各个局部判决结果，利用K/G准则进行全局判决，步骤8若全局判决uf＝1，则判定为假弹头；若uf＝0，判定为真弹头。