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一种基于信息几何的矩阵 DP-TBD 算法
4 O( a7 G9 O6 a# H* `# I1 \摘要:由于里以R前限踪(DP-TBD)算法的性能下降.本D5多帧积累融为一体,避免了单帧积累存在的放大,使得传统动态规划检测前跟踪(DP-TBD)算法的性能下降.本文基于信息几何理
$ o; B. H3 k3 H4 a% V; S, J& A法,该方法直接利用每个分辨单元的协方差矩阵进行多帧积累,将单帧和多帧积累融为一体,避免了单帧积累存在的信息损失,具有更好的检测和跟踪性能.最后通过仿真实验验证了本文算法的有效性." O9 {6 q$ y2 ?/ a% E7 g
关键词:动态规划;检测前跟踪;信息几何;测地线距离;黎曼均值' [7 h( A" B; g
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1 引言! u t. k9 Q9 o( m
传统DP-TBD算法是在雷达单帧回波数据相参积累(一般为FFT处理)的基础上,对存储在每个分辨单元的能量幅度值再进行多帧的非相参积累,以提高信杂比来实现目标检测并同时给出航迹[1~3.由于单帧的相参积累通常存在一定的信息损失,尤其是在脉冲数较少和杂波谱展宽时,基于FFT的相参积累方法面临多普勒分辨率低、能量泄露和杂波污染等问题“,信息损失严重,且再经过多帧非相参积累后,信息损失会进一步放大,使得传统DP-TBD算法的性能下降.
* K( l6 q0 B/ s+ }$ x信息几何是近年来刚发展起来的新兴学科,比较公认地是由日本人Amari创立的l5~7],它的主要思想是建立拥有黎曼度量和对偶联络的统计流形,并引入散度作为距离函数.近年来,信息几何理论已在信息理论、系统理论、神经网络和统计推断等领域得到了广泛应用8l.信息几何在雷达信号处理中的应用主要是法国人Barbaresco提出的一种矩阵CFAR检测方法[910〕,该方法直接利用检测单元协方差矩阵与参考单元矩阵均值间的距离进行检测,能充分利用目标和杂波的相关性信息,具有较好的检测性能.类比于矩阵CFAR的思想,本文提出了一种基于信息几何的矩阵 DP-TBD 算法,该算法直接利用包含了所有回波信息的协方差矩阵进行多帧积累,将传统DP-TBD 算法中分开的单帧和多帧积累同时进行,避免了上面分析的单帧积累信息损失对算法性能的影响,具有更好的检测和跟踪性能.
: N$ y) D; `+ m" b2矩阵CFAR的基本思想
* R! \, h+ V+ b( w' w在矩阵CFAR检测方法中,是将观测数据协方差矩阵看作统计流形上的点,通过利用测地线距离度量检测单元协方差矩阵与参考单元协方差矩阵均值间的差异性,达到检测信号的目的,其中参考单元协方差矩阵9 w0 [7 x! v1 z) g- [' w7 _+ `7 Y# s
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发表于 2021-4-23 15:50
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