基于物理原理的地面杂波环境下雷达点目标物理坐标中心检测方法

《Remote Sensing》：Physics-Guided Physical-Coordinate Center Detection for Measured Radar Point Targets Under Ground Clutter

　　

摘要

在地面杂波环境下进行雷达点目标检测十分困难，因为微弱的目标回波常常会与杂波峰值相互干扰，而且图像空间的检测结果并不能直接反映实际的距离-多普勒坐标。本文提出了一种基于波形和物理特性的中心检测器（WPG-Center），用于处理实测雷达数据。该方法将检测问题转化为连续的物理坐标中心定位问题，构建了四通道的、能够识别杂波的距多普勒表示形式，采用了具有距杂波响应调制的各向异性结构，并利用具有波形分辨率感知能力的高斯目标来对中心热图进行监督。对于低带宽、多普勒值接近零的情况，还采用了条件物理先验解码方法作为有针对性的候选目标重排序步骤。实验是在LSS-Ku-1.0实测数据集上进行的，采用了严格的5折线性频率调制方案，并设置了物理定位容差以及解码中心检测指标。WPG-Center的检测概率达到了，距离均方根误差为米，其在所有对比的基于学习方法的以及恒定虚警率CFAR风格的基准方法中，具备最高的平均解码中心检测概率和距离精度，其中包括独立的雷达特征金字塔网络（Radar-FPN）热图检测器。固定西格玛值的实验结果则明显较差，这进一步证明了需要采用具有分辨率感知能力的监督机制。此外，还通过逐折分析、定性分析以及步频波形分析作为辅助证据，以明确该LFM实验结论的适用范围。