一种分布式SAR抗干扰效能评估方法及系统

摘要

本发明公开了一种分布式SAR抗干扰效能评估系统，所述抗干扰效能评估系统至少包括：分布式SAR发射机模拟器、高速数据采集器、数据处理单元和显示单元，其中，所述数据处理单元包括分布式SAR接收机处理模块、分布式SAR干扰模块、智能推演模块、在线评估模块和数据通信模块；所述分布式SAR接收机数据处理模块对射频数据进行处理生成弹载分布式SAR图像，然后再对SAR图像进行目标检测与识别，并将检测结果发送给智能推演模块和在线评估模块；分布式SAR干扰模块生成欺骗干扰信号将干扰样式、干扰信号参数信息传输给智能推演模块和在线评估模块；在线评估模块基于接收的参数数据和抗干扰效能评价等级标准完成弹载分布式SAR抗干扰效能综合评估。

说明书

技术领域

本发明属于弹载分布式SAR抗干扰技术领域，提供了一种针对分布式SAR抗干扰效能评估方法及系统，可以计算出弹载分布式SAR抗干扰综合评估值。

背景技术

SAR(Synthetic Aperture Radar)，即合成孔径雷达，是一种主动式的对地观测系统，合成孔径雷达是利用合成孔径原理，实现高分辨的微波成像，具备全天时、全天候、高分辨、大幅宽等多种特点。合成孔径雷达又分聚焦和非聚焦两种。前者方位分辨率好、与目标距离无关、覆盖面积大、测绘速度快，但设备复杂。后者方位分辨率与波长和距离的平方根成正比，其所形成的天线长度有一个最大的可能值。

合成孔径雷达最初主要是机载、星载平台，随着技术的发展，出现了弹载、地基SAR、无人机SAR、临近空间平台SAR、手持式设备等多种形式平台搭载的合成孔径雷达，广泛用于军事、民用领域。根据发射站和接收站是否分置，SAR可以分为单基地SAR和双基地SAR。

双基地SAR由于发射站与接收站分置，通过适当构型设计可以实现对接收站前视区域成像，因此双基地SAR在军事侦察、精确制导等领域具有重要作用。

在其成像环境中，往往存在军事对抗，致使回波掺杂干扰信号，进而导致成像出现假目标或者无法成像，因此对抗干扰十分必要；而不同的系统构型抗干扰能力存在差异，因此针对分布式SAR抗干扰效能评估也就十分必要。

本发明针对弹载分布式SAR收发分置的结构特点，设计了一种基于雷达发射机模拟器、高速数据采集器、数据处理单元的半实物仿真和评估系统。通过本发明可以采集存储回波数据，实时处理数据，模拟对抗环境，在线评估弹载分布式SAR系统抗干扰效能。

发明内容

本发明的目的在于，为克服现有技术缺陷，提供了一种分布式SAR抗干扰效能评估方法及系统，通过本发明方法或系统可以计算出弹载分布式SAR抗干扰综合评估值，从而得到弹载分布式SAR抗干扰效能。

本发明目的通过下述技术方案来实现：

一种分布式SAR抗干扰效能评估系统，所述抗干扰效能评估系统至少包括：分布式SAR发射机模拟器、高速数据采集器、数据处理单元和显示单元，其中，所述数据处理单元包括分布式SAR接收机处理模块、分布式SAR干扰模块、智能推演模块、在线评估模块和数据通信模块；所述分布式SAR接收机数据处理模块接收到分布式SAR发射机模拟器传输的射频信号以及弹载分布式SAR系统参数配置信息，对射频数据进行处理生成弹载分布式SAR图像，然后再对SAR图像进行目标检测与识别，并将检测结果发送给智能推演模块和在线评估模块；所述分布式SAR干扰模块接收来自分布式SAR发射机模拟器的射频采集数据，生成相应的欺骗干扰信号，模拟有源欺骗干扰，分布式SAR干扰模块将干扰样式、干扰信号参数信息传输给智能推演模块和在线评估模块；在线评估模块基于接收的参数数据和抗干扰效能评价等级标准完成弹载分布式SAR抗干扰效能综合评估。

根据一个优选的实施方式，智能推演模块基于接收弹载分布式SAR发射机模拟器参数、分布式SAR接收机数据处理模块参数和分布式SAR干扰模块参数，实现弹载分布式SAR干扰与抗干扰的模拟对抗过程，模拟弹载分布式SAR系统空间电磁环境、飞行轨迹、地面干扰设施场景、场景动态模拟、2D/3D效果图，并将推演效果在显示单元上显示出来。

根据一个优选的实施方式，所述在先评估模块被配置为基于如下方法进行弹载分布式SAR抗干扰效能综合评估，

具体包括：首先，建立评估指标体系，提出针对弹载分布式SAR图像质量提出基于图像纹理特征的指标项，指标项包括：图像均值μ、图像方差σ

根据一个优选的实施方式，弹载分布式SAR图像的大小为M·N，图像的均值μ和方差σ

式中，I

根据一个优选的实施方式，等效视数定义为：

相关系数定义为：

式中，

根据一个优选的实施方式，对比度定义为：

式中

根据一个优选的实施方式，信息熵的定义为：

式中，I

特征向量定义为：

T＝[μ，σ

欧式距离d定义为：

对进行d进行对数变换，变换公式如下：

D＝d log d。

根据一个优选的实施方式，所述分布式SAR发射机模拟器被配置为用于模拟生成分布式SAR发射机射频信号，并通过射频电缆将发射信号传输到高速数据采集器输入端；高速数据采集器被配置为将发射机射频信号进行高速采样、量化、编码，转化为数字信号，并将信号传输到数据处理单元的数据通信模块，数据通信模块将接收到的数据转发给分布式SAR接收机数据处理模块和分布式SAR干扰模块。

一种分布式SAR抗干扰效能评估方法，所述抗干扰效能评估方法包括：首先，建立评估指标体系，提出针对弹载分布式SAR图像质量提出基于图像纹理特征的指标项，指标项包括：图像均值μ、图像方差σ

根据一个优选的实施方式，弹载分布式SAR图像的大小为M·N，图像的均值μ和方差σ

式中，I

等效视数定义为：

相关系数定义为：

式中，

对比度定义为：

式中

信息熵的定义为：

式中，I

特征向量定义为：

T＝[μ，σ

欧式距离d定义为：

对进行d进行对数变换，变换公式如下：

D＝d log d。

前述本发明主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本发明可采用并要求保护的方案；且本发明，(各非冲突选择)选择之间以及和其他选择之间也可以自由组合。本领域技术人员在了解本发明方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本发明所要保护的技术方案，在此不做穷举。

本发明的有益效果在于，通过本发明分布式SAR抗干扰效能评估方法及系统公开的技术方案，实现了对弹载分布式SAR抗干扰综合评估值的计算，为弹载分布式SAR的实施应用提供了数据和理论支撑。

附图说明

图1是本发明分布式SAR抗干扰效能评估系统模块示意图；

图2是本发明数据处理单元的组成框图；

图3是本发明分布式SAR抗干扰评估方法流程图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

因此，以下对本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明要指出的是，本发明中，如未特别写出具体涉及的结构、连接关系、位置关系、动力来源关系等，则本发明涉及的结构、连接关系、位置关系、动力来源关系等均为本领域技术人员在现有技术的基础上，可以不经过创造性劳动可以得知的。

实施例1：

参考图1所示，本发明公开了一种分布式SAR抗干扰效能评估系统，所述抗干扰效能评估系统包括：分布式SAR发射机模拟器、高速数据采集器、数据处理单元、显示单元，如图1所示。其中，数据处理单元组成框图如图2所示，包括分布式SAR接收机处理模块、分布式SAR干扰模块、智能推演模块、在线评估模块和数据通信模块。

优选地，分布式SAR发射机模拟器用于模拟生成分布式SAR发射机射频信号，并通过射频电缆将发射信号传输到高速数据采集器输入端,通过千兆以太网将发射机参数发送给数据处理单元。

优选地，高速数据采集器将发射机射频信号进行高速采样、量化、编码，转化为数字信号，并通过高速数据总线将信号传输到数据处理单元的数据通信模块，数据通信模块将接收到的数据转发给分布式SAR接收机数据处理模块和分布式SAR干扰模块。

优选地，分布式SAR接收机数据处理模块接收到发射机通过射频电缆传输的射频信号以及发射机通过千兆以太网传输的弹载分布式SAR系统参数配置信息。对发射机射频数据进行处理生成弹载分布式SAR图像，然后再对SAR图像进行目标检测与识别，并给出检测结果，是否发现目标。将检测结果通过内部网络发送给智能推演模块和在线评估模块。

优选地，分布式SAR干扰模块有多种干扰模型和干扰样式，干扰模块中包含角反射体数学模型，模拟角反射体干扰。干扰模块接收来自分布式SAR发射机模拟器的射频采集数据，生成相应的欺骗干扰信号，模拟有源欺骗干扰。干扰模块也可以生成噪声压制信号，模拟压制干扰。同时其通过内部网络将干扰信号数据传输给分布式SAR接收机数据处理模块，将干扰样式、干扰信号参数信息传输给智能推演模块和在线评估模块。

优选地，智能推演模块实现弹载分布式SAR干扰与抗干扰的模拟对抗过程，模拟弹载分布式SAR系统空间电磁环境、飞行轨迹、地面干扰设施场景、场景动态模拟、2D/3D效果图等，通过内部网络接收弹载分布式SAR发射机模拟器参数、分布式SAR接收机参数、分布式SAR干扰模块参数，用于适时调整推演参数，并将推演效果通过千兆以太网在显示单元上显示出来。

优选地，在线评估模块基于接收的参数数据和抗干扰效能评价等级标准完成弹载分布式SAR抗干扰效能综合评估。

优选地，所述在先评估模块被配置为基于如下方法进行弹载分布式SAR抗干扰效能综合评估，具体包括：首先，建立评估指标体系，提出针对弹载分布式SAR图像质量提出基于图像纹理特征的指标项，指标项包括：图像均值μ、图像方差σ

优选地，弹载分布式SAR图像的大小为M·N，图像的均值μ和方差σ

式中，I

等效视数定义为：

相关系数定义为：

式中，

对比度定义为：

式中

信息熵的定义为：

式中，I

特征向量定义为：

T＝[μ，σ

欧式距离d定义为：

对进行d进行对数变换，变换公式如下：

D＝d log d。

基于计算得到的D，以及抗干扰效能评价等级标准完成综合评估数值进行评价，评价等级标准如表1所示。

表1弹载分布式SAR抗干扰效能评价等级标准

实施例2

本发明还公开了一种分布式SAR抗干扰效能评估方法。

所述抗干扰效能评估方法包括：

首先，建立评估指标体系，提出针对弹载分布式SAR图像质量提出基于图像纹理特征的指标项，指标项包括：图像均值μ、图像方差σ

其次，输入弹载分布式SAR为受干扰和不受干扰的图像数据，计算得出两幅图像的指标数据，分别生成相应特征向量T

再次，计算两组特征向量的欧氏距离d；最后，对评估结果按照抗干扰效能评价等级标准进行评价。

优选地，弹载分布式SAR图像的大小为M·N，图像的均值μ和方差σ

式中，I

等效视数定义为：

相关系数定义为：

式中，

对比度定义为：

式中

信息熵的定义为：

式中，I

特征向量定义为：

T＝[μ，σ

欧式距离d定义为：

对进行d进行对数变换，变换公式如下：

D＝d log d。

基于计算得到的D，以及抗干扰效能评价等级标准完成综合评估数值进行评价，评价等级标准如表1所示。

表1弹载分布式SAR抗干扰效能评价等级标准

优选地，本发明在针对某具体问题时的实现步骤可以为，如图3所示。1、首先，设置弹载分布式SAR系统参数；2、通过弹载分布式SAR抗干扰评估系统，得到分布式SAR图像数据；3、确定弹载分布式SAR抗干扰评估指标体系；4、构建评估指标空间；5、计算纹理特征值，得到特征向量；6、计算两组特征向量的欧式距离，对分布式SAR抗干扰效能定量分析；7、对评估指标结果进行评价，得到弹载分布式SAR抗干扰效能。

通过本发明分布式SAR抗干扰效能评估方法及系统公开的技术方案，实现了对弹载分布式SAR抗干扰综合评估值的计算，为弹载分布式SAR的实施应用提供了数据和理论支撑。

前述本发明基本例及其各进一步选择例可以自由组合以形成多个实施例，均为本发明可采用并要求保护的实施例。本发明方案中，各选择例，与其他任何基本例和选择例都可以进行任意组合。本领域技术人员可知有众多组合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。