基于杂波图的机场跑道异物检测方法与流程

技术特征：

1.一种基于杂波图的机场跑道异物检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，给定跑道扇形检测区域范围，采用线性调频连续波雷达对扇形检测区域进行异物检测，通过混频、低通滤波、频率灵敏控制和快速傅里叶变换，提取回波信号中的频率-幅度谱，即距离-幅度谱；

步骤2，根据步骤1给定扇形检测区域范围内无异物的回波频率幅度谱，得到各个位置的雷达回波幅度值，建立雷达杂波图；设定波束单元有N个，杂波图距离单元有M个，则位于(m,n)的杂波图单元的估计值为1≤m≤M，1≤n≤N，lm为杂波图单元距离发射天线的距离，为发射天线的转动角度；

步骤3，根据杂波图的距离-幅度谱选取杂波图的分布模型，对于给定的虚警率，由公式得到GO-CFAR门限因子；具体过程为：

M个样本数据组成的矢量的联合概率密度函数为：

xi为第i个相邻单元的观测值，β²为噪声功率；

设观测数据x的似然函数，记为ν，则有：

关于β²的导数为零，得

得到最大似然估计为：

得到GO-CFAR门限因子：

步骤4，检测时连续波雷达回波采用步骤1方式提取频率-幅度谱，读取位于(m,n)的杂波图观测值为采用步骤3得到的GO-CFAR门限因子，结合GO-CFAR判决法判定当前检测的杂波图单元中是否存在目标，如果有目标则其位置为转到步骤3继续检测下一个波束宽度，若没有目标则转到步骤5；判定当前检测的杂波图单元中是否存在目标的具体过程为：

若检测信号的相应单元的回波强度X1,X2分别为检测单元左侧的门限估计和检测单元右侧的门限估计，则认为相应单元对应位置含有目标，检测单元以极坐标表示，转化为直角坐标后FOD坐标为转到步骤3继续检测下一个波束宽度；否则，认为相应检测单元中无目标，执行步骤5；

步骤5，根据第x次检测的杂波图观测值和第x-1次杂波图的估计值对相应检测单元的遗忘因子进行动态更新；所述遗忘因子为：

式中Λ为遗忘因子的上限，α为GO-CFAR门限因子，

步骤6，根据相应检测单元的遗忘因子、第x次检测的杂波图观测值和第x-1次杂波图的估计值对相应检测单元的杂波图进行更新。

2.根据权利要求书1所述的基于杂波图的机场跑道异物检测方法，其特征在于，步骤2的具体过程为：

步骤2.1，假设雷达波束宽度夹角为雷达信号处理时采用2M点FFT，检测距离为S，则杂波图的检测单元为夹角为边长为S/M的拱形；

步骤2.2，所述检测单元杂波图的估计值是角度为距离为lm的雷达回波幅度，首次检测的估计值

3.根据权利要求书1所述的基于杂波图的机场跑道异物检测方法，其特征在于，所述步骤6中杂波图更新的具体过程为：

当雷达扫过一个波束宽度，通过对回波的检测及信号处理得到相应检测单元的杂波图观测值杂波图的估计值为得到当前周期内杂波图的估计值：

其中，为该次更新的遗忘因子。