一种敏捷雷达数据处理系统及方法

摘要

一种敏捷雷达数据处理系统，包括雷达、数据库以及上位机；雷达、数据库和上位机依次相连，所述雷达对所检测海域进行照射，并将雷达海杂波数据储存到所述的数据库，所述的上位机包括数据预处理模块、预测模型建模模块、海杂波预报模块、判别模型更新模块以及结果显示模块。以及提出了一种敏捷雷达数据处理方法。本发明提供一种能准确快速预报雷达海杂波、响应速度快、预报精度高的敏捷雷达数据处理系统及方法。

主权项

1.一种敏捷雷达数据处理系统，包括雷达、数据库以及上位机，雷达、数据库和上位机依次相连，其特征在于：所述雷达对所检测海域进行照射，并将雷达海杂波数据储存到所述的数据库，所述的上位机包括：数据预处理模块，用以进行雷达海杂波数据预处理，采用如下过程完成：1)从数据库中采集N个雷达海杂波回波信号幅值x_i作为训练样本，其中，i＝1，...，N；2)对训练样本进行归一化处理，得到归一化幅值${\bar{x}}_i=\frac{x_i-\min x}{\max x-\min x}$其中，min x表示训练样本中的最小值，max x表示训练样本中的最大值；3)将归一化后的训练样本重构，分别得到输入矩阵X和对应的输出矩阵Y：$Y=\left[\begin{array}{c}{\bar{x}}_{D+1}\\ {\bar{x}}_{D+2}\\ ·\\ ·\\ ·\\ {\bar{x}}_N\end{array}\right]$其中，D表示重构维数，D为自然数，且D＜N，D的取值范围为50-70；预报模型建模模块，用以建立预报模型，采用如下过程完成：将得到的X、Y代入如下二次规划问题：$\underset{\alpha ,{\alpha }^{*}}{\max }\{-\frac{1}{2}\underset{i=1}{\overset{M}{\Sigma }}\underset{j=1}{\overset{M}{\Sigma }}({\alpha }_i-{\alpha }_i^{*})({\alpha }_j-{\alpha }_j^{*})\exp (-||{\bar{x}}_i-{\bar{x}}_j||/{\theta }^2)-ϵ\underset{i=1}{\overset{M}{\Sigma }}({\alpha }_i+{\alpha }_i^{*})+\underset{i=1}{\overset{M}{\Sigma }}{y}_i({\alpha }_i-{\alpha }_i^{*})\}$$s.t.\underset{i=1}{\overset{M}{\Sigma }}({\alpha }_i-{\alpha }_i^{*})=0$0≤α_i≤γ$0\le {\alpha }_i^{*}\le \gamma$求解得待估计函数f(x)：$f\left(x\right)=\underset{i=1}{\overset{M}{\Sigma }}({\alpha }_i^{*}-{\alpha }_i)\exp (-||x-x_i||/{\theta }^2)$其中，M是支持向量的数目，α_i和α_j是拉格朗日乘子，和是支持向量，其中，i＝1，…，M，j＝1，…，M，和exp(-‖x-x_i‖/θ²)均为支持向量机的核函数，x_j为第j个雷达海杂波回波信号幅值，θ是核参数，ε是不敏感系数，x表示输入变量，y_i是Y的第i个分量，γ是惩罚系数；海杂波预报模块，用以进行海杂波预测，采用如下过程完成：1)在采样时刻t采集D个海杂波回波信号幅值得到TX＝[x_t-D+1，...，x_t]，x_t-D+1表示第t-D+1采样时刻的海杂波回波信号幅值，x_t表示第t采样时刻的海杂波回波信号幅值；2)进行归一化处理；$\overline{\mathrm{TX}}=\frac{\mathrm{TX}-\min x}{\max x-\min x}$3)代入预报模型建模模块得到的待估计函数f(x)得到采样时刻(t+1)的海杂波预报值。