1.本发明涉及一种弱小目标探测能力界定方法及装置，属于光学遥感技术领域。
背景技术：
2.弱小目标探测技术广泛应用于各类光学探测系统。弱小目标探测一般采用一定能量门限条件下探测率、虚警率进行界定。探测率定义为过探测门限点数除以目标总出现次数；虚警率为过门限点中虚警的次数除以总点数。
3.在实际应用场景中，探测能力难以准确界定。主要原因为，视场范围内的目标的能量分布与统计结果无法得到，无法确定计算的探测率、虚警率与能量门限的对应结果。传统方法只将探测到的目标进行能量反演，无法说明未探测到的目标能量是否过门限，实际上无法计算出一定能量阈值下的探测率。
技术实现要素：
4.本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，解决了弱小目标探测能力界定问题。
5.本发明目的通过以下技术方案予以实现：
6.一种弱小目标探测能力界定方法，包括：
7.利用某一数据源，对指定区域a中t0-t1时段的目标进行目标检测，获得探测系统的检测数据集α1；
8.利用其他数据源，对指定区域a中t0-t1时段的检测数据进行统计，得到区域中的目标数据集β1，并作为初始基准数据集；
9.利用检测数据集α1中的数据，对目标数据集β1进行时空校验；对于预设的时间区间，当检测数据集α1中的目标与数据集β1中的目标位置偏差小于阈值，判定检测数据集α1中的目标有效，检测数据集α1中有效目标的集合为α2，除有效目标外的目标集合为α3；
10.基于集合α2，利用校验方法对目标数据集β1进行校验，得到含特性标签数据集β2；
11.基于集合α3和检测数据集α1，计算出探测虚警率；
12.基于标签数据集β2和集合α2，计算出探测率。
13.优选的，检测数据集α1中包含目标的x坐标、y坐标、能量信息。
14.优选的，对目标数据集β1进行时空校验时，位置偏差依据探测系统定位能力进行匹配设置。
15.优选的，利用校验方法对目标数据集β1进行校验包括：依据目标的观测太阳矢量和观测矢量转换到目标本体坐标系，获得各个目标的能量标签。
16.优选的，数据源包括红外数据源、激光数据源、电磁波数据源。
17.优选的，利用环境条件和观测条件，对目标能量进行反演。
18.优选的，依据能量阈值，在β2中获得过能量门限的目标集合α4；利用目标集合α4和集合α2，计算出探测率。
19.一种弱小目标探测能力界定装置，包括：
20.初始模块，利用某一数据源，对指定区域a中t0-t1时段的目标进行目标检测，获得探测系统的检测数据集α1；利用其他数据源，对指定区域a中t0-t1时段的检测数据进行统计，得到区域中的目标数据集β1，并作为初始基准数据集；
21.处理模块，利用检测数据集α1中的数据，对目标数据集β1进行时空校验；对于预设的时间区间，当检测数据集α1中的目标与数据集β1中的目标位置偏差小于阈值，判定检测数据集α1中的目标有效，检测数据集α1中有效目标的集合为α2，除有效目标外的目标集合为α3；基于集合α2，利用校验方法对目标数据集β1进行校验，得到含特性标签数据集β2；
22.计算模块，基于集合α3和检测数据集α1，计算出探测虚警率；基于标签数据集β2和集合α2，计算出探测率。
23.本发明相比于现有技术具有如下有益效果：
24.(1)本发明突破了传统方法将探测率、虚警率和能量反演分开验证方式，依据能量反演模型，视场内探测到和未探测到目标均可实现能量反演，其探测率结果计算更为准确。
25.(2)本发明的能量反演模型与观测条件和环境条件相关，与传统仅仅考虑部分环境条件进行能量反演，其反演结果更准确。
26.(3)本发明在进行能量反演时，利用样本数据可对特性模型进行修正，进一步提升特性模型和未被探测到目标反演结果的准确性。
27.(4)本发明利用反演结果，可计算出不同能量门限条件下的探测率，结合目标探测系统自身能力，可优化设计探测门限，实现探测性能优化。传统方式无法给出更低探测能量阈值下的系统探测率。
附图说明
28.图1为观测区域特定时段探测信息示意图；
29.图2为观测区域特定时段其他信息示意图。
具体实施方式
30.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步详细描述。
31.一种弱小目标探测能力界定方法，包含了目标确认、模型验证、能量反演的过程，其步骤如下：
32.1)对指定区域a中t0-t1时段的目标进行目标检测，获得探测系统的检测数据集α1。
33.2)对指定区域a中t0-t1时段的合作信息进行统计，得到区域中的目标数据集β1。
34.3)以数据集α1中的数据，与数据集β1进行时空校验。对于规定的时间区间，当数据集α1中的目标与数据集β1中的目标位置偏差小于阈值，则认为数据集α1中的目标有效，并获得型号标签。数据集中有效目标的集合为α2，除有效目标外的目标集合为α3。
35.4)以α2为基础，利用校验方法对数据集β1进行校验，得到含特性标签数据集β2。
36.5)以α3和α1，计算出虚警率。
37.6)依据能量阈值，在β2中求得过能量门限的目标集合α4。以α4和α2，计算出探测
率。若α4中目标数为m，α2中目标数为n，则在此能量阈值条件下的探测率为n/m。
38.所述步骤1)获得检测数据集α1的具体方法为：以探测系统能力和观测背景情况设置检测阈值；检测数据集α1中包含目标的x坐标、y坐标、能量信息。
39.所述步骤3)中校验方法的位置偏差依据探测系统定位能力进行匹配设置。
40.所述步骤4)中特性校验的方法需依据目标的观测太阳矢量和观测矢量转换到目标本体坐标系，获得各个目标的能量标签。利用环境条件和观测条件，实现目标能量的准确反演。
41.所述步骤5)中利用基于实测数据和校验后数据，获得目标的虚警率。
42.所述步骤6)中利用基于合作数据和实测数据，获得目标的探测率。
43.数据源包括红外数据源、激光数据源、电磁波数据源。
44.实施例：
45.一种弱小目标探测能力界定方法，包括：
46.在特定区域和特定时段，探测系统探测到的目标轨迹如图1所示。探测系统探测到的目标信息至少包括每个时间点目标的x坐标、y坐标和能量。
47.对探测系统探测的区域和时段，依据其他信息获得的目标轨迹如图2所示。
48.将图1中目标对应时刻的x坐标和y坐标与图2中目标的x坐标和y坐标进行匹配，对每个时间点的匹配误差进行平均，得到的匹配误差小于匹配门限即可认为匹配成功。
49.图1中目标1、2、3和图2中的目标6、7、10进行了匹配，目标4无法与图2中的目标进行匹配，则图1中的目标4即为虚警，即可获得此次探测的虚警率。
50.依照观测时的高度角、方位角等条件、大气等环境条件，依据辐射特性模型对图2中的所有目标进行能量计算，同时完成目标特性模型校验过程。
51.取不同的能量边界，则可以获得不同能量边界下图1和图2中目标的对应情况，则获得了探测系统的目标探测能边界，并获得该边界下目标的探测率。例如能量的反演结果目标1、2、3为e1、e2、e3，目标5、6、7、8、9、10为e5、e6、e7、e8、e9、e10，在上述过程中目标1、2、3和图2中的目标6、7、10已完成匹配，若e5、e8、e9均小于能量门限，则探测率为100％，若有一个大于等于能量门限，则探测率为75％，若有2个大于等于能量门限，则探测率为60％，若3个均大于等于能量门限，则探测率为50％。
52.一种弱小目标探测能力界定装置，包括：
53.初始模块，利用某一数据源，对指定区域a中t0-t1时段的目标进行目标检测，获得探测系统的检测数据集α1；利用其他数据源，对指定区域a中t0-t1时段的检测数据进行统计，得到区域中的目标数据集β1，并作为初始基准数据集；
54.处理模块，利用检测数据集α1中的数据，对目标数据集β1进行时空校验；对于预设的时间区间，当检测数据集α1中的目标与数据集β1中的目标位置偏差小于阈值，判定检测数据集α1中的目标有效，检测数据集α1中有效目标的集合为α2，除有效目标外的目标集合为α3；基于集合α2，利用校验方法对目标数据集β1进行校验，得到含特性标签数据集β2；
55.计算模块，基于集合α3和检测数据集α1，计算出探测虚警率；基于标签数据集β2和集合α2，计算出探测率。
56.本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
57.本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域
技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。