基于自适应KF的船载地波雷达目标跟踪方法

针对使用传统的卡尔曼滤波器进行多目标跟踪易发生状态估计不准确、航迹断裂的问题,提出了一种转换量测卡尔曼滤波增益自适应调整方法。结合船只目标的运动特性和历史船只航迹数据,采用线性最小二乘拟合提取出航迹参数的变化趋势。使用似然函数分别计算目标预测状态和量测状态与航迹的隶属度。利用预测状态和量测状态的隶属度值对滤波方式进行选择。利用仿真及实测船载地波雷达数据开展了目标跟踪实验,结果表明,使用该文方法能够得到平滑、持续的航迹输出,目标的跟踪距离远、跟踪精度高,优于现有的自适应滤波方法。     

高频地波雷达空时自适应目标检测

针对高频地波雷达接收到的海杂波数据在落入Bragg峰区域时目标会被海杂波所遮盖的特点,通过对海杂波的空时耦合特性的分析,将空时自适应信号处理运用到超视距雷达中,提出抑制海杂波的同时检测被海杂波所遮盖的舰船的新方法.实测数据的处理结果证明了所提出利用空时自适应处理抑制海杂波的有效性和实用性.     

基于检测-跟踪联动的紧凑型高频地波雷达弱目标自适应检测方法

紧凑型地波雷达发射功率低、回波信噪比低,目标检测难度大,在目标跟踪时由于目标漏检经常出现航迹断裂。为了提升其目标检测性能,提出了一种基于检测-跟踪联动的弱目标自适应检测方法。当跟踪器检测到目标航迹无法关联到新点迹时,将当前目标预测状态反馈至检测器;检测器在距离-多普勒谱上建立局部检测波门,采用二元假设检验法感知波门内的检测背景,根据不同的检测背景选取适用的检测门限调整方法,降低恒虚警检测的门限,判定是否有弱目标被检出。若能够检出目标,对其进行测向后将新点迹发送至跟踪器进行处理。利用实测数据开展了目标检测与跟踪实验,结果表明：与先检测后跟踪方法相比,该方法得到的目标航迹时长增加了29.76%,平均延长了19.25 min。     

多站高频地波雷达目标检测研究

为了研究采用紧凑型接收天线的便携式高频地波雷达的目标检测性能并检验组网的可行性,于2013年底在渤海海域进行了雷达组网试验,并将获取的数据与船舶自动识别系统的数据进行了对比.对比结果表明:单站条件下目标漏检的情况经常发生,导致检测概率很低.而通过双站数据融合,可以将检测概率提高10～20个百分点,多数情况下,联合检测概率都超过了50％,最高时更是达到了80％,初步验证了便携式高频地波雷达组网探测目标的可行性.     

小型化高频地波雷达舰船目标检测方法

针对OSMAR2003型小型化高频地波雷达系统的目标检测问题,讨论了对小型化高频地波雷达系统低信杂比回波信号的优化处理过程,给出了一种峰值检测后同时在距离域、多普勒域和波束域进行联合的三维联合恒虚警( CFAR)目标检测方法,利用高分辨力测向算法对检测到的目标进行方位估计,然后利用最邻近法进行目标关联得到目标点航迹,最后结合小型化高频地波超视距雷达的实测数据验证了三维CFAR检测器的有效性。     

高频地波雷达飞行小目标跟踪方法研究

增大探测距离、快速精确跟踪是高频地波雷达探测飞行小目标所面临的主要困难.本文提出了高频地波雷达飞行小目标跟踪(AWATT)系统.该系统主要包括自适应改进Hough变换(AMHT)航迹起始、双门限快速联合概率数据关联(DTF-JPDA)以及间接测量(IM)精度改善,分别解决了低信噪比条件下,对飞行小目标的提早预警、快速关联以及精确跟踪问题.实验结果验证了该系统在跟踪预警飞行小目标中的有效性.     

高频地波雷达目标检测性能与频率关系研究

高频地波雷达探测目标时是通过监视外部噪声电平来选择工作频率,其缺点是无法达到最佳的目标检测性能。为解决该问题,文中基于高频地波雷达方程分析了影响目标检测性能的各种因素,提出一种通过目标信噪比(信杂比)与工作频率之间关系的仿真计算来选择工作频率的方法。运用该方法选择工作频率能够获得较好的目标检测性能,并针对高频地波雷达探测不同类型目标时的频率选择问题进行了仿真及结果分析,并得出了相应的结论。     

船载雷达目标模拟器的航路设计

针对船载雷达的特殊性,分动态和静态两种情况对目标模拟器的各种航路进行了设计,并对一些特殊航路的设计作了详细介绍。     

地波超视距雷达自适应干扰抑制的改进

针对地波超视距雷达探海工作期间高频干扰严重海杂波强的特点,在阵列自适应波束形成时考虑了海杂波约束条件,改进了地波超视距雷达探海工作时的干扰抑制方法.改进方法使得自适应干扰抑制后,回波中一阶海杂波的时域相关特性不会发生破坏而在频域上"虚假"展宽,从而有利于后续处理中进行海杂波滤除和目标检测.最后使用OSMAR2000的实测数据对本文方法进行了检验.     

一种用于舰载雷达的自适应动目标检测系统

本文介绍了一种用于舰载雷达的自适应目标检测（ＡＭＴＤ）系统，这种系统主要由一个用高速ＤＳＰ（ＴＭＳ３２０Ｃ２５）控制的自适应速度补偿双延迟开路消除器，一个专用ＣＦＡＲ模块和一个滑动窗杂波图等组成，这种系统能自适应地补偿舰船速度，并能滤掉不同距离段的杂波。这种系统可编程，可靠性高，结构紧凑，价格低廉，不仅适用于舰载雷达，也适用于地面车载雷达。     

基于冗余小波变换的高频地波雷达目标检测算法

为了从高频地波雷达(High Frequency Surface Wave Radar, HFSWR)信号生成的复杂距离多普勒(Range Doppler, RD)图像中准确提取运动点目标, 提出了一种基于冗余小波变换(Redundant Discrete Wavelet Transformation, RDWT)的RD图像点目标检测算法.该算法根据点目标与海杂波、电离层杂波等特征的差异, 首先在距离方向进行自适应RDWT以去除海杂波和地杂波, 并在多普勒方向进行自适应RDWT以去除电离层杂波; 然后利用图像形态学运算对背景噪声进行了抑制; 最后进行阈值自适应分割以得到点目标.实验结果表明:该算法能有效抑制RD图像中的海杂波、电离层杂波和背景噪声, 能从复杂的RD图像中实现点目标的有效检测, 其检测性能优于改进的恒虚警率(Constant False Alarm Rate, CFAR)算法.     

基于时频分析的高频地波雷达目标检测算法

为提高海事监测中高频地波雷达(High Frequency Surface Wave Radar,HFS-WR)对运动目标的检测准确率,提出了一种基于频谱细化和小波尺度谱重排时频分析的运动目标检测算法.对HFSWR的接收信号进行频率细化处理以提高后续时频分析的频率分辨率;然后,进行基于Morlet小波的时频分析以提取目标的时频分布特征,为提高时频分布的集中性和抑制交叉项干扰,对小波尺度谱进行重排;根据得到的时频分布特征实现可疑目标区的精确检测.实验结果表明:该算法能有效检测多普勒频率相差很小的运动目标以及海杂波附近的运动目标,可用于对常规目标检测算法无法判定的可疑目标区域进行精细、准确的目标检测与分析.     

基于ES-ELM和FRFT的高频地波雷达多目标自适应检测

高频地波雷达（high frequency surface wave radar,HFSWR）对于海事监测具有重要的军用及民用意义,然而在HFSWR回波信号中,待检测的目标常常淹没在海杂波和各种背景噪声中.因此,如何有效抑制杂波并实现多目标的自适应检测是HFSWR实现海事检测的关键和难点.该文提出了一种结合误差自校正极限学习机（error self-adjustment extreme learning machine,ES-ELM）和分数阶傅里叶变换（fractional Fourier transform,FRFT）的多目标自适应检测算法.算法根据相空间重构理论获得ELM的最佳状态空间,利用ES-ELM建立海杂波预测模型并对海杂波进行有效抑制;再在分数域根据目标信号的峰值集聚特征,利用Haar-like算子提取目标点的形态特征,并通过ES-ELM神经网络对目标进行自动辨识.实验结果表明,该文提出的算法具有良好的海杂波抑制能力,并可以实现海杂波背景下多运动目标的自适应高精度检测.     

采用扩展MRF的红外目标自适应检测方法

针对天基红外监视系统中不同形状目标的联合检测问题,提出基于扩展马尔可夫随机场的自适应目标检测算法。首先分析了天基红外监视系统中的目标特性,在此基础上以典型目标形状为模板,构建了扩展的马尔可夫随机场邻域系统;其次构建了新的马尔可夫势函数,并利用红外图像中背景与目标之间的马尔可夫势差异,将复杂背景中不同形状目标联合检测问题转换为马尔可夫势差异的判别问题,有效解决了马尔可夫随机场理论框架下混合形状目标检测问题。仿真试验结果表明,所提出的算法能够根据目标形状的变化自适应地检测各类目标,并可在不同图像信杂比条件下进行目标检测处理,具有较强的鲁棒性。     

高频地波雷达天线阵抗电离层干扰

高频表面波雷达是近年发展起来用于超视距监测大面积海洋环境的工具,但由于天线本身的特性和天线场的限制,发射天线辐射波束E面有一定的宽度或向上翘起一定角度,其辐射的电磁波能量除了沿海面绕射传播外,还有一部分能量以一定的角度向上半空间辐射,与电离层和所经路径上的散射体相互作用后,其后向散射信号又以原路径回到雷达,并对雷达形成严重的自干扰.本文基于自适应天线理论,在对功率倒置算法改进的基础上,介绍了一种自适应对消电离层自干扰新方法,雷达现场观测实验表明,本方法可以抑制电离层自干扰.     

复合高斯杂波中自适应目标检测算法

本文研究了复合高斯杂波中已知给定距离-多普勒单元多普勒频率、未知目标幅度的自适应检测目标的问题。杂波散斑分量用未知自回归系数的自回归过程建模表示,通过求解自回归系数和目标幅度的最大似然估计,推导得到复合高斯杂波中的广义似然比检测器。在目标信号向量维数很大的情况下,该检测器对激励信号方差与纹理分量的乘积具有恒虚警率特性。数值仿真表明该检测器性能优于正则化自适应匹配滤波器。最后分析了目标信号向量维数、自回归模型阶数在不同信杂比下对检测器性能的影响。      

高频地波雷达中电离层杂波的自适应抑制

首先分析了高频地波雷达中电离层杂波的类型，并给出了电离层杂波的仿真结果。在此基础上，给出了利用相参旁瓣对消滤波器对电离层杂波进行自适应抑制的方法。利用辅助天线输出中的干扰成分，自适应的调整其加权系数，最大程度的估计出主天线输出中的干扰。然后在主天线的输出中减去这个估计出的干扰。最后，对现有的相参旁瓣对消滤波器进行改进，并且给出了改进的相参旁瓣对消滤波器的抑制结果。     

船载卫通站双电机偏置电流自适应设置方法

针对船载卫通天线E轴在大风浪情况下电机频繁换相的问题,提出了在不同海况下驱动器偏置电流值的自适应设置方法。结合船载设备复杂的海上作业环境,建立了伺服系统双电机驱动的动力学模型,详细分析了合成风力矩对伺服系统负载的影响及其与系统偏置电流设置对电机换相的关系。在此基础上,提出了偏置电流值的自适应设置方法,并在Matlab/Simulink环境中搭建仿真模型,研究了不同的偏置电流设置值对船载卫通站伺服系统动态性能的影响。     

高频地波雷达射频干扰分离方法研究

针对高频地波雷达射频干扰抑制问题,研究基于独立分量分析(ICA)的单通道干扰分离方法,方法突破了常规ICA无法用于单接收通道下信号分离的条件限制,分析了高频地波雷达目标回波与射频干扰的周期性,并根据信号周期性与高频地波雷达相干积累时间长的特点,运用ICA方法实现了目标回波与射频干扰的分离,仿真实验与理论分析证明了该方法的有效性。     

基于Duffing振子的HFSWR微弱目标参数估计研究

高频地波雷达广泛应用于海上目标以及海态探测,其研究越来越受到关注。为了提高高频地波雷达的探测性能,文中提出了一种基于Duffing振子的检测远距离目标船只的新方法。首先通过构造差分Duffing振子列,利用间歇混沌原理测量微弱雷达信号的频率。再根据临界幅值和相位的对应关系,通过多次测量解出微弱目标船只的幅值和相位信息。仿真实验验证了方法的有效性。