专利名称：一种超短基线垂直运动多目标信号检测方法
技术领域：
本发明涉及的是一种水下信号的检测方法。
背景技术：
在水下多目标定位中，采用不同的编码来区分不同的目标，系统性能受其互相关值和自相关值的影响，因此始终存在着目标间的相互干扰的问题。当两个目标相距接收基阵的位置差别较大时会致使一个目标的接收信号幅度比较大，而另外一个信号的接收幅度比较小。例如目标1距离基阵300m，目标2距离基阵30m，对于30kHz左右的定位信号，基阵接收到的目标1和目标2的信号幅度相差22dB。目标1与自身参考信号相关后的相关峰值远小于目标2与目标1参考信号相关后的峰值，若采用常规方法，会将目标2的干扰错判为目标1的信号，产生错误信息。
发明内容
本发明的目的在于提供可有效地解决由多目标同时测量时干扰带来的误检测问题的一种超短基线垂直运动多目标信号检测方法。本发明的目的是这样实现的本发明一种超短基线垂直运动多目标信号检测方法，其特征是(1)发射信号为脉冲对信号，利用拷贝相关的波形的包络进行粗检测，选取进入特征量匹配判决的相关峰；(2)对所取的相关峰，计算其相关峰包络参量，并与目标相关峰特征进行匹配判决，去除其他目标信号的干扰；(3)对步骤( 筛选后的相关峰进行局部信噪比评估，抑制混响干扰；(4)对步骤( 筛选后的相关峰进行脉冲对参量特征匹配，抑制强随机噪声干扰；(5)根据相关峰特征匹配、局部信噪比评估和脉冲对特征匹配的结果，判决是否有目标信号到达。本发明还可以包括1、所述的选取进入特征量匹配判决的相关峰的方法是利用发射信号对接收到的信号进行拷贝相关，并提取包络，对包络进行搜峰，找到能量大于背景的相关峰作为进入特征量匹配判决的相关峰。2、所述的与目标相关峰特征进行匹配判决是提取出满足发射信号参数的峰宽的相关峰，去除其他目标信号的干扰；首先，提取各相关峰的顶点和拐点，计算出相关峰宽度， 然后根据相关峰宽度去除相关峰宽度大于2倍标准峰宽或小于0. 5倍标准峰宽的相关峰， 保留相关峰宽度大于0. 5倍标准峰宽且小于2倍标准峰宽的相关峰。3、所述的对相关峰进行局部信噪比评估是在相关峰左右各取3倍标准峰宽的相关包络作为局部相关峰背景计算局部信噪比，保留局部信噪大于IOdB的相关峰。4、所述的对相关峰进行脉冲对参量特征匹配是提取出满足脉冲对特征的相关峰，抑制强随机噪声干扰；经过步骤O)、(3)、的判决，保留筛选后的相关峰。5、所述的判决是否有目标信号到达的方法为当存在同时满足相关峰特征匹配、局部信噪比评估和脉冲对特征匹配的相关峰时，判决有目标信号到达。本发明的优势在于本发明仅要求发射信号为脉冲对信号，有效地解决了多目标同时测量所导致的信号检测错误问题。
图1为本发明利用拷贝相关波形的包络示意图；图2为本发明相关峰特征进行匹配判决示意图；图3为本发明相关峰进行局部信噪比评估示意图；图4为本发明脉冲对参量特征匹配示意图；图5为本发明流程图。
具体实施例方式下面结合附图举例对本发明做更详细地描述结合图1 5，本发明包括以下步骤(1)发射信号为脉冲对信号，利用拷贝相关的波形的包络进行粗检测，选取进入特征量匹配判决的相关峰；(2)对所取的相关峰，计算其相关峰包络参量，并与目标相关峰特征进行匹配判决，去除其他目标信号的干扰；(3)对步骤( 筛选后的相关峰进行局部信噪比评估，抑制混响干扰；(4)对步骤( 筛选后的相关峰进行脉冲对参量特征匹配，抑制强随机噪声干扰；(5)根据相关峰特征匹配、局部信噪比评估和脉冲对特征匹配的结果，判决是否有目标信号到达。选取进入特征量匹配判决的相关峰的方法是利用发射信号对接收到的信号进行拷贝相关，并提取包络，对包络进行搜峰，找到能量大于背景的相关峰作为进入特征量匹配判决的相关峰。与目标相关峰特征进行匹配判决是提取出满足发射信号参数的峰宽的相关峰，去除其他目标信号的干扰；首先，提取各相关峰的顶点和拐点，计算出相关峰宽度，然后根据相关峰宽度去除相关峰宽度大于2倍标准峰宽或小于0. 5倍标准峰宽的相关峰，保留相关峰宽度大于0. 5倍标准峰宽且小于2倍标准峰宽的相关峰。对相关峰进行局部信噪比评估是在相关峰左右各取3倍标准峰宽的相关包络作为局部相关峰背景计算局部信噪比，保留局部信噪大于IOdB的相关峰。对相关峰进行脉冲对参量特征匹配是提取出满足脉冲对特征的相关峰，抑制强随机噪声干扰；经过步骤O)、(3)、的判决，保留筛选后的相关峰。判决是否有目标信号到达的方法为当存在同时满足相关峰特征匹配、局部信噪比评估和脉冲对特征匹配的相关峰时，判决有目标信号到达。超短基线垂直运动多目标信号检测方法是利用发射信号对接收到的信号进行拷贝相关，并提取包络，对包络进行搜峰，找到能量大于背景的相关峰作为进入特征量匹配判决的相关峰。如图1所示，按照图中的门限，找到① ⑤5个达到检测门限的相关峰。由于发射信号形式是已知的，计算出该信号理论的相关峰宽度。然后提取出满足发射信号参数的峰宽标准要求的相关峰，去除其他目标信号的干扰。提取各相关峰的顶点和拐点，计算出相关峰宽度，然后根据相关峰宽度去除相关峰宽度大于2倍标准峰宽或小于0. 5倍标准峰宽的相关峰，保留相关峰宽度大于0. 5倍标准峰宽且小于2倍标准峰宽的相关峰。图1中的第一个峰，由于峰宽比正常峰宽窄而被判决无效。经过相关峰峰宽检测后，依旧剩余4个有效地相关峰，如图2所示。然后对相关峰进行局部信噪比评估，在符合前两个标准要求的相关峰左右各取3 倍标准峰宽的相关包络作为局部相关峰背景计算局部信噪比，保留局部信噪大于IOdB的相关峰。图2中④与⑤峰很有可能是其他的强干扰信号，而不满足局部信噪比的要求，被判决无效。②和③峰满足局部信噪比要求，而保留，如图3所示。最后进入检测的最后一步，对相关峰进行脉冲对参量特征匹配。发射的定位脉冲对相对间隔是一定的。因此当检测到符合以上要求的相关峰时，寻找按照固有的时间间隔发射的相关峰对，即认为是正确的相关峰位置。图3中，根据事先确定的时间间隔，判断② 相关峰后有符合时间间隔要求的相关峰(③相关峰)，判断②相关峰为正确的相关峰。而③ 相关峰后面没有符合时间间隔要求的相关峰，被判断为无效。从而得到最后的检测结果，如图4所示，只剩下符合要求的②相关峰。
权利要求
1.一种超短基线垂直运动多目标信号检测方法，其特征是(1)发射信号为脉冲对信号，利用拷贝相关的波形的包络进行粗检测，选取进入特征量匹配判决的相关峰；(2)对所取的相关峰，计算其相关峰包络参量，并与目标相关峰特征进行匹配判决，去除其他目标信号的干扰；(3)对步骤( 筛选后的相关峰进行局部信噪比评估，抑制混响干扰；(4)对步骤( 筛选后的相关峰进行脉冲对参量特征匹配，抑制强随机噪声干扰；(5)根据相关峰特征匹配、局部信噪比评估和脉冲对特征匹配的结果，判决是否有目标信号到达。
2.根据权利要求1所述的一种超短基线垂直运动多目标信号检测方法，其特征是所述的选取进入特征量匹配判决的相关峰的方法是利用发射信号对接收到的信号进行拷贝相关，并提取包络，对包络进行搜峰，找到能量大于背景的相关峰作为进入特征量匹配判决的相关峰。
3.根据权利要求2所述的一种超短基线垂直运动多目标信号检测方法，其特征是所述的与目标相关峰特征进行匹配判决是提取出满足发射信号参数的峰宽的相关峰，去除其他目标信号的干扰；首先，提取各相关峰的顶点和拐点，计算出相关峰宽度，然后根据相关峰宽度去除相关峰宽度大于2倍标准峰宽或小于0. 5倍标准峰宽的相关峰，保留相关峰宽度大于0. 5倍标准峰宽且小于2倍标准峰宽的相关峰。
4.根据权利要求3所述的一种超短基线垂直运动多目标信号检测方法，其特征是所述的对相关峰进行局部信噪比评估是在相关峰左右各取3倍标准峰宽的相关包络作为局部相关峰背景计算局部信噪比，保留局部信噪大于IOdB的相关峰。
5.根据权利要求4所述的一种超短基线垂直运动多目标信号检测方法，其特征是所述的对相关峰进行脉冲对参量特征匹配是提取出满足脉冲对特征的相关峰，抑制强随机噪声干扰；经过步骤O)、(3)、的判决，保留筛选后的相关峰。
6.根据权利要求5所述的一种超短基线垂直运动多目标信号检测方法，其特征是所述的判决是否有目标信号到达的方法为当存在同时满足相关峰特征匹配、局部信噪比评估和脉冲对特征匹配的相关峰时，判决有目标信号到达。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种超短基线垂直运动多目标信号检测方法，包括以下步骤发射信号为脉冲对信号，利用拷贝相关的波形的包络进行粗检测，选取进入特征量匹配判决的相关峰；对所取的相关峰，计算其相关峰包络参量，并与目标相关峰特征进行匹配判决，去除其他目标信号的干扰；对筛选后的相关峰进行局部信噪比评估，抑制混响干扰；对筛选后的相关峰进行脉冲对参量特征匹配，抑制强随机噪声干扰；根据相关峰特征匹配、局部信噪比评估和脉冲对特征匹配的结果，判决是否有目标信号到达。本发明仅要求发射信号为脉冲对信号，有效地解决了多目标同时测量所导致的信号检测错误问题。
文档编号G01S1/02GK102253361SQ20111015546
公开日2011年11月23日 申请日期2011年6月10日 优先权日2011年6月10日
发明者勇俊, 卢逢春, 孙大军, 张殿伦, 李想, 郑翠娥 申请人:哈尔滨工程大学