色噪声环境下基于约束Kalman波束形成方法与流程

技术特征：

1.色噪声环境下基于约束Kalman波束形成方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)建立阵列天线接收信号模型；

(2)建立白噪声环境下阵列接收数据的状态方程和量测方程，并应用Kalman滤波五组方程，求解出白噪声环境下阵列权矢量；

(3)对色噪声进行一阶马尔科夫建模，将有色量测噪声白化，并在此基础上对阵列接收数据量测噪声进行量测扩充；

(4)将色噪声模型和扩充后的量测带入到Kalman滤波五组方程中，得到新的Kalman滤波方程，最后求解阵列天线权矢量。

2.根据权利要求1所述的色噪声环境下基于约束Kalman波束形成方法，其特征在于，所述的步骤(3)包括以下步骤：

(3.1)对量测噪声进行一阶马尔科夫建模，将有色量测噪声白化，建立模型如下

V_m(k+1)＝ψ(k+1,k)V_m(k)+ζ(k).

上式中，相关系数ψ(k+1,k)＝exp(-βT)，β为反相关时间，T为采样时间间隔，ζ(k)为零均值高斯白噪声，并且与v_s(k)不相关；

(3.2)将量测有色噪声白化，对量测矩阵进行扩充得到

Y＝B(k+1)^Hw(k+1)+ψ(k+1,k)V_m(k)+ζ(k).

上式中，B(k)^H为量测矩阵，V_m(k)为量测噪声；将原来的量测方程进行变换得到V_m(k)＝Y-B(k)^Hw(k)，带入到上式中得到

Y-ψ(k+1,k)Y＝[γB(k+1)^H-ψ(k+1,k)B(k)^H]·

w(k)+B(k+1)^Hv_s(k)+ζ(k).

若设则上式可以转化成量测方程的标准形式

Z＝H(k)w(k)+n(k).

由上式可知，新的量测噪声n(k)为高斯白噪声，并且其协方差矩阵为R^*(k)＝E[n(k)n^H(k)]。

3.根据权利要求1所述的色噪声环境下基于约束Kalman波束形成方法，其特征在于，所述的步骤(4)包括以下步骤：

(4.1)将扩充后的新的量测方程带入到Kalman滤波方程中可以得到新的权值更新方程w(k+1)＝K(k+1)[Z-H(k)w(k+1|k)].

上式中，K(k+1)为Kalman滤波增益；

(4.2)求取滤波增益K(k+1)

K(k+1)＝P(k+1|k)H^H(k)[H(k)P(k+1|k)H^H(k)+R^*(k)]^-1.

上式中w(k+1|k)为状态的一步预测，P(k+1|k)为一步预测方差阵；

(4.3)求取w(k+1|k)和P(k+1|k)；

w(k+1|k)＝γw(k).

P(k+1|k)＝γ²P(k)+Q.

其中P(k)为k时刻Kalman滤波方程的误差方差阵；

(4.4)求取P(k+1)

P(k+1)＝[I-K(k+1)H(k)]P(k+1|k).。