本發(fā)明屬于信號處理領(lǐng)域，具體涉及一種基于ahp的信號分選結(jié)果綜合評估方法。

背景技術(shù)：

1、雷達(dá)輻射源信號分選是指從隨機(jī)交錯的脈沖流中分離出各個雷達(dá)脈沖序列的過程，信號分選是電子戰(zhàn)無源偵察的核心步驟之一，信號分選質(zhì)量的好壞直接影響雷達(dá)輻射源信號識別性能以及作戰(zhàn)系統(tǒng)后續(xù)的決策判斷。隨著各類雷達(dá)新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，電磁環(huán)境日益復(fù)雜，雷達(dá)輻射源數(shù)量激增，各類輻射源脈沖交疊嚴(yán)重，雷達(dá)信號調(diào)制日益復(fù)雜且參數(shù)多變，信息戰(zhàn)場對輻射源信號分選的正確性和可靠性提出越來越高的要求。因此，需要對信號分選的edw(emitterdescriptionwords)進(jìn)行綜合性能評估。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為此，本發(fā)明提出了一種電子戰(zhàn)無源偵察信號分選結(jié)果的綜合評估方法，通過引入層次分析法(analyticalhierarchyprocess,ahp)分別從輻射源信號分選后的頻率、脈寬、重復(fù)周期、關(guān)聯(lián)脈沖數(shù)等參數(shù)對edw進(jìn)行綜合性能評估和置信度判決，基于判決后結(jié)果再進(jìn)行點(diǎn)跡關(guān)聯(lián)和目標(biāo)識別，大幅度提高了信號分選結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確率。該技術(shù)為復(fù)雜電磁環(huán)境下信號分選結(jié)果(edw)提供了一種穩(wěn)健可靠的綜合評價方法，提高了復(fù)雜電磁環(huán)境下信號分選的準(zhǔn)確率和目標(biāo)識別概率，減少系統(tǒng)增批率。具體包括以下內(nèi)容：

2、1)基于ahp構(gòu)建edw綜合性能評估體系

3、層次分析法(ahp)是一種定性與定量相結(jié)合的多屬性決策方法，能夠?qū)＜医?jīng)驗(yàn)與理性分析進(jìn)行結(jié)合，通過構(gòu)件判斷矩陣實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)性能的綜合評估。評估模型構(gòu)建的前提是建立合適的評估體系，結(jié)合復(fù)雜電磁環(huán)境下對雷達(dá)輻射源信號分選的需求，本設(shè)計中提出可靠性、準(zhǔn)確性、魯棒性三個指標(biāo)用于衡量輻射源edw的綜合性能。三個指標(biāo)的具體含義如下：

4、可靠性：即參數(shù)對不同類別信號的區(qū)分度。對于信號分選而言，不同信號之間的參數(shù)差異有大有小，參數(shù)對不同信號的區(qū)分度越高，信號分選的可靠性越高。

5、準(zhǔn)確性：即參數(shù)測量的精確程度。由于信號偵測過程中存在測量誤差，參數(shù)不同，測量機(jī)理不同，其誤差大小也有所區(qū)別。參數(shù)的準(zhǔn)確性越高，信號分選的準(zhǔn)確率就越高。魯棒性：即信號參數(shù)受噪聲影響的程度。參數(shù)的穩(wěn)定性越好，越不易受噪聲影響，參數(shù)的識別結(jié)果也就越穩(wěn)定可靠。基于ahp的edw綜合性能評估體系如圖1所示。

6、2)edw綜合性能評估特征參數(shù)選擇

7、對輻射源信號分選edw性能進(jìn)行綜合評估，即對edw的特征參數(shù)的可靠性、準(zhǔn)確性和魯棒性進(jìn)行綜合評估，待評估的特征參數(shù)選擇了是否合適直接影響了edw的性能。常規(guī)能表征edw性能的參數(shù)主要包含載頻、脈寬、重復(fù)周期、到達(dá)角、幅度(信噪比)，除此之外還應(yīng)綜合考慮偵收時隙內(nèi)由多少個pdw生成該edw以及是否存在丟脈沖等現(xiàn)象。因此，本設(shè)計選擇信號的信號質(zhì)量(信噪比snr)、到達(dá)角doa、脈寬pw、重復(fù)周期pri、載頻rf、脈沖數(shù)(脈沖關(guān)聯(lián)性)這六個指標(biāo)進(jìn)行綜合考慮。

8、在進(jìn)行實(shí)際參數(shù)評定時，需要根據(jù)偵察系統(tǒng)的作戰(zhàn)場景綜合考慮，如輻射源的工作頻段、在此頻段內(nèi)輻射源的工作方式、信號波形等。因此，對各個參數(shù)的可靠性進(jìn)行定義，以分選信號edw的脈寬為例，可靠性度量采用s型曲線來計算，計算公式如下：

9、

10、脈寬(pw)可靠性曲線如圖2所示。

11、式(1)中脈寬值0.5us、5.25us以及10us可以根據(jù)實(shí)際作戰(zhàn)頻段來調(diào)整取值范圍。以某低頻段為例，如分選后edw的pw小于0.5us，則認(rèn)為該edw的可靠性較低。當(dāng)pw大于10us，則認(rèn)為該edw的可靠性較高。以同樣的方法可以對到達(dá)角、信噪比、重復(fù)周期、載頻等參數(shù)進(jìn)行可靠性度量。

12、此外，本設(shè)計中脈沖數(shù)(脈沖關(guān)聯(lián)性)是指綜合考慮時隙內(nèi)生成該edw有多少個pdw關(guān)聯(lián)，有多少個連續(xù)4個pdw的toa滿足pri關(guān)系，具體定義如下：

13、假定偵察窗長為twin，第i個edw的脈沖數(shù)為ni，重復(fù)周期ti，則脈沖數(shù)(脈沖關(guān)聯(lián)性)的可靠性定義為：

14、

15、當(dāng)edw中關(guān)聯(lián)的脈沖數(shù)與理論計算值的比值越接近1，脈沖數(shù)(脈沖關(guān)聯(lián)性)的可靠性則越高。

16、3)基于ahp的edw綜合性能評估流程

17、a)構(gòu)建edw性能評估模型

18、基于edw性能綜合評估時特征參數(shù)的選擇，本設(shè)計構(gòu)建的edw性能評估模型如圖3所示。

19、b)構(gòu)建判斷矩陣

20、依據(jù)斯塔相對重要性等級表分別對edw性能評估模型中的準(zhǔn)則層和指標(biāo)進(jìn)行打分構(gòu)建判斷矩陣。斯塔相對重要性等級表如表1所示：

21、表1斯塔相對重要性等級表

22、 尺度 含義 1 第i個因素與第j個因素的影響相同 3 第i個因素比第j個因素的影響稍強(qiáng) 5 第i個因素比第j個因素的影響強(qiáng) 7 第i個因素比第j個因素的影響明顯強(qiáng) 9 第i個因素比第j個因素的影響絕對強(qiáng)

23、表1中，未體現(xiàn)的2、4、6、8表示第i個因素相對于第j個因素的影響介于上述兩個相鄰等級之間。

24、構(gòu)建的判斷矩陣a、b1,b2,b3分別如下：

25、

26、

27、式(3)中，a12＝7表示的是可靠性指標(biāo)對edw關(guān)聯(lián)參數(shù)的影響明顯弱于準(zhǔn)確性指標(biāo)，矩陣a和b1,b2,b3中其他元素的含義以此類推。

28、c)分別對判斷矩陣a、b1,b2,b3進(jìn)行一致性檢驗(yàn)

29、一致性檢驗(yàn)流程如下：首先定義一致性指標(biāo)ci，表達(dá)式如下：

30、

31、上式中，n為判斷矩陣a的對角線元素之和，也為a的特征根之和。

32、接著計算一致性比率cr，表達(dá)式如下：

33、

34、上式中，ri為隨機(jī)一致性指標(biāo)，其值與判斷矩陣的階數(shù)有關(guān)，具體如表2所示。

35、表2一致性指標(biāo)(ri)

36、 階數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ri 0 0 0.58 0.9 1.12 1.24 1.32 1.41 1.45

37、當(dāng)一致性比率cr<0.1時，認(rèn)為判斷矩陣滿足一致性要求，否則需重新調(diào)整判斷矩陣，并重復(fù)上述計算，直至滿足一致性要求。

38、依據(jù)式(7)計算判斷矩陣a的特征值和歸一化特征向量，計算結(jié)果如下：

39、λamax＝3.1044，ωa＝[a1,a2,a3]＝[0.7766?0.1530?0.0704]

40、根據(jù)式(8)和表2一致性指標(biāo)計算得到判斷矩陣a的一致性指標(biāo)cia＝0.0522以及一致性比例cra＝0.09，因cra<0.1，認(rèn)為判斷矩陣a滿足一致性檢驗(yàn)。

41、采用上述同樣的方法，計算準(zhǔn)則層中比較矩陣b1、b2、b3的特征值和權(quán)向量以及一致性檢驗(yàn)結(jié)果如下：

42、

43、

44、

45、

46、由以上計算結(jié)果可知：判斷矩陣b1,b2,b3一致性檢驗(yàn)結(jié)果均小于0.1，滿足一致性檢驗(yàn)要求。

47、d)計算層次總排序權(quán)向量

48、假設(shè)準(zhǔn)則層m個因素x1,x2,…,xm對總目標(biāo)的排序?yàn)閍1,a2,…,am。設(shè)指標(biāo)層有n個元素y1,y2,…,yn，在進(jìn)權(quán)重計算時首先計算這n個元素對準(zhǔn)則層中因素xj(j＝1,2,…,m)的層次單排序b1j,b2j,…,bnj。那么，指標(biāo)層的層次總排序如下式所示：

49、y1:a1b11+a2b12+…+amb1m

50、y2:a1b21+a2b22+…+amb2m

51、…

52、yn:a1bn1+a2bn2+…+ambnm

53、指標(biāo)層第i個因素對總目標(biāo)的權(quán)值即為

54、

55、分別計算指標(biāo)層6個參數(shù)的權(quán)值，得到結(jié)果如表3所示。

56、表3指標(biāo)層總排序權(quán)值

57、 參數(shù) 權(quán)值 脈寬 <![cdata[ω₁＝a₁b₁₁+a₂b₂₁+a₃b₃₁＝0.1193]]> 信噪比 <![cdata[ω₂＝a₁b₁₂+a₂b₂₂+a₃b₃₂＝0.1285]]> 載頻 <![cdata[ω₃＝a₁b₁₃+a₂b₂₃+a₃b₃₃＝0.1886]]> 重復(fù)周期 <![cdata[ω₄＝a₁b₁₄+a₂b₂₄+a₃b₃₄＝0.3696]]> 到達(dá)角 <![cdata[ω₅＝a₁b₁₅+a₂b₂₅+a₃b₃₅＝0.0230]]> 脈沖數(shù) <![cdata[ω₆＝a₁b₁₆+a₂b₂₆+a₃b₃₆＝0.1640]]>

58、計算edw綜合評估模型的一致性比率如下：

59、

60、由計算結(jié)果可知滿足edw綜合性能評估模型一致性檢驗(yàn)結(jié)果，即評估模型構(gòu)建有效。

61、因此，在得到分選結(jié)果edw后，綜合比較edw相關(guān)聯(lián)的脈沖數(shù)、信噪比、脈寬、重復(fù)周期、載頻、到達(dá)角六大參數(shù)的權(quán)系數(shù)。當(dāng)評估結(jié)果大于門限時(門限參考值0.75)，認(rèn)為該edw可靠性較高，才能將該edw進(jìn)行后續(xù)點(diǎn)跡關(guān)聯(lián)以及數(shù)據(jù)入庫等處理。

62、本發(fā)明的有益效果在于

63、1)提升復(fù)雜電磁環(huán)境下輻射源信號分選的準(zhǔn)確率，降低增批率

64、采用ahp對信號分選生成edw的各參數(shù)(脈沖信噪比snr、到達(dá)角doa、脈寬pw、重復(fù)周期pri、載頻rf、脈沖數(shù))進(jìn)行綜合評估得到分選edw的置信度判決，根據(jù)置信度判決結(jié)果來抉擇是否進(jìn)行后續(xù)的點(diǎn)跡關(guān)聯(lián)和數(shù)據(jù)入庫等處理，進(jìn)而提升了復(fù)雜電磁環(huán)境下信號分選的準(zhǔn)確率，降低系統(tǒng)增批率。

65、2)采用自評價處理技術(shù)，提升復(fù)雜電磁環(huán)境下信號分選技術(shù)的魯棒性

66、在進(jìn)行edw綜合評估時綜合利用了輻射源信號的檢測信噪比、信號分選的關(guān)聯(lián)脈沖數(shù)等指標(biāo)對edw進(jìn)行綜合評估和可靠性評判，提升了復(fù)雜電磁環(huán)境下信號分選技術(shù)的魯棒性。

67、3)提升復(fù)雜電磁環(huán)境下數(shù)據(jù)入庫的準(zhǔn)確率

68、實(shí)現(xiàn)了對分選后edw的綜合評估和可靠性評判，大幅度提升了數(shù)據(jù)入庫的準(zhǔn)確性，進(jìn)而可提高對目標(biāo)輻射源的識別概率。