一种基于分步聚类的三星时频差分选方法与流程

本发明属于电磁频谱监测卫星信号处理领域，具体涉及一种基于分步聚类的三星时频差分选方法。

背景技术：

1、天基电磁频谱监测凭借卫星平台的高度优势，可开展大规模的电磁频谱监测工作，并实现无线电干扰的高精度定位，如美国hawkeye360系统已拥有7组低轨卫星群，每3颗为一组，精准采集全球范围内的特定无线电上行发射信号，使用专有算法来处理卫星生成的射频数据。本算法针对低轨三星（1主+2副，主星具备干涉仪测向能力）电磁频谱监测系统，系统具有三星时差频差定位能力，同时主星具备干涉仪粗测向能力，虽然主星单脉冲测向定位精度较三星时频差定位精度较差，但结合辐射源在地球表面的约束，通过传统测向定位方法仍可获取单脉冲初始定位点信息。三星时差频差定位的前提是将各辐射源的脉冲对序列分选出来，然而由于高重频辐射源、干扰脉冲、复杂电磁环境因素的影响，在多星脉冲配对、多星时差分选的阶段经常会引入的模糊脉冲对和模糊时差峰，这些中间过程中引入的模糊信息都会造成最终分选结果存在虚假辐射源，经时频差定位后最终引入大量模糊定位点，从而严重影响目标判定的效率。如何在传统脉冲配对和时差分选过程中尽量多引入约束信息，最大限度的消除模糊和虚假辐射源，是当前研究的重点方向之一。

技术实现思路

1、本发明针对三星系统（1主+2副，主星具备干涉仪测向能力）传统时差分选存在的模糊配对和模糊时差峰等问题，提出了一种基于分步聚类的三星时频差分选方法，旨在通过测向定位聚类、频率聚类、时频差聚类的分布聚类方式，实现辐射源的低虚警率分选，降低模糊辐射源定位点的数量，提升后续合批识别和目标判情的效率和准确度。

2、实现本发明的技术解决方案为：一种基于分步聚类的三星时频差分选方法，步骤如下：

3、步骤1，对主星单脉冲进行测向定位：

4、获取主星脉冲序列，根据各脉冲的测向角对主星所有脉冲进行测向定位，得到主星测向定位结果。

5、步骤2，对主星测向定位结果进行位置聚类：

6、基于主星脉冲序列定位结果，采用k-means的方法对各脉冲位置进行聚类，将主星脉冲序列聚类为m类定位聚类脉冲序列，，i表示第i类定位聚类脉冲序列。

7、步骤3，计算定位聚类脉冲序列的时差窗：

8、根据定位聚类脉冲序列的定位点分布，以分布点的最大和最小经纬度的组合选择为四个边界定位点，以上述四个边界点计算第i类主星脉冲序列与对应副星脉冲对的时差窗范围，表示时差窗范围的下界，表示时差窗范围的上界。

9、步骤4，对各定位聚类脉冲序列进行频率聚类：

10、采用频率直方图统计的方式，对中的脉冲进一步细分聚类，形成类频率具有一致性的脉冲序列类，其中，，k表示第i类定位聚类脉冲序列中第k类频率具有一致性的脉冲序列类。

11、步骤5，主星频率聚类结果与副星脉冲进行配对：

12、针对步骤4中的主星频率聚类结果与副星脉冲进行配对，形成个脉冲对，其中，s表示脉冲对序号。

13、步骤6，对进行动态时差直方图聚类：

14、根据步骤5生成的脉冲对，根据其对应的时差信息，进行时差直方图的统计，动态提取最高时差峰中对应的个脉冲对序列，其中表示动态提取的第个时差峰对应的脉冲对序列，，r表示脉冲对编号；然后，利用三星时差定位信息反算频差窗，对的正确性进行判定，去除虚假时差峰。

15、步骤7，进行辐射源参数统计：

16、对时差峰对应的辐射源脉冲对序列进行辐射源参数统计，统计辐射源的频率、脉宽、重周参数范围和类型信息；同时，统计频率聚类遗留脉冲辐射源参数信息，对步骤4中频率聚类后的遗留脉冲执行步骤5和步骤6，对于满足频差约束的时差直方峰的主星脉冲序列，亦进行辐射源参数统计。

17、与现有技术相比，本发明的优点在于：

18、（1）充分利用主星测向定位信息进行脉冲初始聚类，缩小脉冲配对时差窗：主星脉冲序列首先进行单脉冲测向粗定位，采用k-means聚类对脉冲定位点进行位置聚类，以位置聚类的结果反算该类脉冲进行多星脉冲配对时的精细时差窗，可以有效降低多星脉冲配对的模糊概率。

19、（2）充分利用时差峰值提取后三星时差定位结果，缩小脉冲配对频差窗：对脉冲配对后的时差峰进行动态的最高峰提取，并以三星时差定位结果反算最高峰时差峰中脉冲对的频差窗，用于判别最高峰的真实性，可进一步有效降低模糊时差峰造成的虚假辐射源概率。

技术特征：

1.一种基于分步聚类的三星时频差分选方法，其特征在于，步骤如下：

2.如权利要求1所述一种基于分步聚类的三星时频差分选方法，其特征在于，步骤2中，对主星测向定位结果进行位置聚类，具体如下：

3.如权利要求1所述一种基于分步聚类的三星时频差分选方法，其特征在于，步骤3中，计算定位聚类脉冲序列的时差窗，具体如下：

4.如权利要求1所述一种基于分步聚类的三星时频差分选方法，其特征在于，步骤5中，主星频率聚类结果与副星脉冲进行配对，具体如下：

5.如权利要求1所述一种基于分步聚类的三星时频差分选方法，其特征在于，步骤6中，对进行动态时差直方图聚类，具体如下：

6.如权利要求5所述一种基于分步聚类的三星时频差分选方法，其特征在于：步骤6.1中，门限设为8。

技术总结本发明公开了一种基于分步聚类的三星时频差分选方法，针对三星系统（1主+2副，主星具备干涉仪测向能力）传统时差分选存在的模糊配对和模糊时差峰等问题，旨在通过测向定位聚类、频率聚类、时频差聚类的分布聚类方式，实现辐射源的低虚警率分选，降低模糊辐射源定位点的数量，提升后续合批识别和目标判情的效率和准确度。根据本发明所提方法，一方面可以利用测向信息和动态直方图减少模糊配对、降低模糊时差峰的影响；另一方面可以采用频差窗进行时差聚类结果的有效性判别，进一步降低虚警率。技术研发人员：程宇峰,周钧,王佩,朱伟强,王思卿,李江浩,刘龙武受保护的技术使用者：中国航天科工集团八五一一研究所技术研发日：技术公布日：2024/7/25