[发明专利]一种多个不同体制卫星下微弱回波信号联合检测方法

摘要

本发明公开了一种多个不同体制卫星下微弱回波信号联合检测方法，所述方法包括以下步骤：利用多个不同的数字带通滤波器同时分离参考信道中多个直达波信号；利用基于归一化的最小方差的自适应滤波方法对回波通道中的直达波和多径进行自适应抑制；通过对回波通道中的信号和不同的参考信号分别进行基于四阶循环累积量的互模糊函数处理得到不同的检测量；根据检测量的概率分布得到最佳的检测门限，并利用分布式多传感器进行比较判决；将每个传感器的检测结果进行决策融合，从而得到最终的微弱回波信号的检测概率。本发明可以对低信噪比环境下多个不同体制卫星的微弱回波信号具有良好的检测性能。

主权项

1.一种多个不同体制卫星下微弱回波信号联合检测方法，其特征在于，所述多个不同体制卫星下微弱回波信号联合检测方法包括：步骤一，利用多个不同的数字带通滤波器同时分离参考信道中多个直达波信号，得到各个独立的直达波信号；步骤二，利用基于归一化的最小方差的自适应滤波方法对回波通道中的直达波和多径进行自适应抑制，得到无直达波和多径影响的回波信号；步骤三，通过对回波通道中的信号和不同的直达波信号分别进行基于四阶循环累积量的互模糊函数处理得到不同的检测量；步骤四，根据检测量的概率分布得到最佳的检测门限，并利用分布式多传感器进行比较判决，得到多个传感器的判决结果；步骤五，将每个传感器的检测结果进行决策融合，从而得到最终的微弱回波信号的检测概率；所述步骤三进行基于四阶循环累积量的互模糊函数处理得到不同的检测量方法包括：直达波信号分离之后，参考信道中各个独立的直达波信号xi(t)模型为:直达波和多径抑制之后，回波通道中的信号y(t)描述为：其中，M为不同体制卫星的个数，n(t),n′(t)为均值为零且统计独立的平稳高斯白噪声,s_i(t)是不同的直达波信号，r_i为不同直达波信号的幅度，r_i′为不同回波信号的幅度，D_i为不同直达波信号所对应回波的时延，为不同直达波信号所对应回波的多普勒频移；首先对直达波信号进行四阶自循环累积量的计算，表示为：其中，A为直达波信号的功率，表示为α_i为第_i个直达波信号的自循环频率，是s_i(t)的四阶自循环矩和二阶自循环矩，分别表示为：其中，T为周期，然后对直达波信号和回波通道中的信号进行互四阶循环累积量的运算，表示为：其中B＝E[x_i(t)y(t)],α_i‑f为循环频率，为第i个直达波信号的循环自相关，表示为：为s_i(t)和噪声n(t)的四阶互循环矩，为s_i(t)和噪声n′(t)的四阶互循环矩，表示为：最后将与进行互模糊函数处理，得到一个基于四阶循环累积量的互模糊函数，表示为：表达式中后四项，属于信号和噪声的交叉项，表达式中前四项中用于检测回波信号，定义为检测量Λ，具体表示为：所述步骤四利用分布式多传感器进行比较判决方法包括：基于四阶循环累积量的互模糊函数在不同的假设下的概率分布分别为：H0：H1：其中，H₀为回波通道中无回波信号，H₁为回波通道中存在回波信号，N(·,·)为高斯分布，P为采样点数，为参考信道的噪声功率，为回波通道的噪声功率，为直达波信号s_i(t)的功率；检测器为：其中，检测器的检测门限T为：式中，PFA为虚警概率，表示为：每个传感器作出一个判决ui，其中：每一个传感器在判定回波信号是否存在时，将会给出该判决结果的相应的置信水平；所述步骤五，所述将每个传感器的检测结果进行决策融合按以下进行：为了提高回波信号检测的可靠性和检测性能，每个传感器按信噪比划分若干等级作为相应的置信水平等级，并以“与或”准则来设计融合形式对多个传感器的判决结果进行融合，从而得到最终的微弱回波信号的检测概率Pd和虚警概率Pfa。