[发明专利]一种多站雷达异步多帧联合检测方法

摘要

本发明公开了一种多站雷达异步多帧联合检测方法，属于雷达目标检测领域。在每个时刻，本发明利用雷达组网中多个雷达站点提供的多帧异步回波数据计算联合广义对数似然比，然后通过求解最优化问题找到一组使联合似然比最大的状态序列作为目标航迹的估计。另外，本发明结合了维特比算法，能够快速高效地实现该最优化求解问题，在保证算法检测实时性的同时，提高系统微弱目标的检测概率，改善雷达系统的探测性能。

主权项

一种多站雷达异步多帧联合检测方法，包括以下步骤：步骤1:初始化系统参数：初始化系统参数，主要包括：雷达节点数M，雷达m的发射信号sm(t)为简单脉冲串，载波频率fc，回波信号采样间隔Ts，采样次数N，各雷达节点向融合中心传输的数据帧数K，系统检测门限VT；初始化系统变量：i＝1；步骤2：将各雷达节点在K个扫描时刻接收到的回波信号传送到融合中心；步骤3：时间校准：在融合中心，将所有雷达节点不同时刻的回波信号按时间顺序重新排序；重新排序后的信号序列表示为[r1(t),…,rMK(t)]，并记录重新排序后第i个信号的所属雷达标号为βi,其中i＝1,…,MK；步骤4：计算对数似然比：步骤4.1：计算第i次扫描时，量化状态对应的回波时延τ和多普勒频移fd，即：其中，(xi,yi)代表目标位置，代表目标速度，为第βi个雷达的坐标，为分辨单元(xi,yi)与雷达βi的夹角，c表示光速；步骤4.2：如果第i次扫描，分辨单元(xi,yi)在雷达βi的扫描范围内，则确定目标状态为θi时的反射信号d(t,θi)，执行步骤4.3；否则令状态θi的对数似然比等于0，执行步骤4.5；步骤4.3：对信号采样：按照采样间隔Ts对反射信号d(t,θi)和回波信号ri(t)；在[τ,…,τ+(N‑1)Ts]处进行N次采样，得到采样后信号d(θi)和ri；其中d(θi)＝[d(τ,θi),…,d(τ+(N‑1)Ts,θi)]，ri＝[ri(τ),…,ri(τ+(N‑1)Ts)]；步骤4.4：计算目标状态为θi时的对数似然比，即：其中，C为噪声协方差矩阵；步骤4.5：采用步骤4.1到步骤4.4的方法计算所有雷达节点不同时刻的回波信号的对数似然比；步骤5：计算值函数：从第一帧回波信号开始，i＝1，用各个量化状态对应的对数似然比初始化各状态的值函数，即：I(θ1)＝lnΛ(r1|θ1)；如果i>1，首先确定i时刻与i‑1时刻的扫描间隔，然后根据这个扫描间隔确定i‑1时刻能够转移到θi的有效状态转移范围δ(θi)，并利用该范围内状态的值函数最大值更新θi的值函数，即：I(θi)=maxθi-1∈δ(θi){I(θi-1)}+lnΛ(ri|θi);]]>其中，I(θi)表示状态θi的值函数；步骤6：如果i≠MK，则令i＝i+1，返回步骤5；否则，执行步骤7；步骤7：如果值函数的最大值超过检测门限，即则宣布检测到目标，否则宣布没有检测到目标。