基于流形滤波的海面微弱目标检测方法

由于海面波动等因素近海杂波呈现出较强的非均匀特性,杂波功率估计误差较大,降低了海面微弱目标检测性能。针对这一问题,本文提出一种基于流形滤波的海面微弱目标检测方法,通过建立雷达回波信号的高维流形表示,将雷达目标检测问题转化为流形上两点间的区分性问题,同时,在流形空间中对杂波进行加权滤波处理,降低非均匀杂波能量,提高杂波功率估计精度,从而有效改善目标检测性能。首先,将每个距离单元的脉冲串回波数据建模为一个托普利兹正定矩阵,观测区域内各距离单元所对应的正定矩阵构成一个矩阵流形,杂波非均匀特性表现为矩阵流形上数据的几何拓扑性质;然后,通过在流形上聚类将非均匀杂波数据分解为若干类具有相似统计特性的数据,并估计每类杂波数据的几何中心;最后,针对不同类别的杂波几何中心在流形上进行加权滤波处理,提高非均匀杂波功率估计准确度,并设计相应的几何检测器。仿真和实测数据实验结果表明,所提方法能够提高非均匀海杂波的功率估计精度,改善微弱目标的检测性能。