基于移动通信系统的低空小目标检测算法研究

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无人飞行器等低空设备的存在使得低空空域管理规划具有重要的意义,但是低空环境存在着环境复杂,低空目标的“低慢小”特性,现有检测技术复杂等问题,导致低空小目标的检测与位置定位的难度要比高空环境中更高。本文旨在利用移动通信系统对低空小目标进行目标检测及定位,由于移动通信系统采用单接收通道模式的信号接收方式,移动通信信号的连续性提高了通信系统与检测系统融合的难度。因此本文就以上问题着重研究了如何结合移动通信作为低空小目标的检测系统,并对低空小目标进行检测与定位。
  由于直达波及其他干扰信号会影响低空小目标的检测,因此直达波等干扰信号抑制消除对于低空小目标检测具有着十分重要的意义。利用移动通信单接收通道模式接收信号会导致传统干扰消除算法中的参考接收通道中的直达波参考信号无法提取。因此,本文提出了单接收通道下的干扰信号重构与抑制算法。首先结合移动通信系统对检测区域信号传输环境进行感知,并根据感知环境结果与已知本地序列重构直达波信号,将重构的直达波信号作为干扰抑制算法的参考信号;并对接收通道中的直达波等干扰信号进行抑制消除。最终,仿真验证了算法的有效性与实用性,相比现有算法可以有效结合移动通信单接收通道模式并完成对干扰信号的抑制消除。
  低空小目标回波信号的微弱性及所处传播环境的复杂性是低空检测的另一个难题。针对低空小目标回波信号的弱小性能,本文根据移动通信信号的帧结构特性,按照OFDM符号的结构对低空小目标回波信号进行信号能量累积。检测系统通过结合直达波信号获取信号结构,并根据移动通信信号结构进行信号积累,利用移动通信信号的高信息传输速率对低空小目标回波信号进行有效的信号积累。另外,考虑到低空小目标回波信号所处低空环境的复杂性,检测系统根据当前检测单元周围的局部信号所提供的环境信息,计算当前检测单元的判决门限,从而有效应对低空小目标检测过程中杂波及噪声等信号的影响。最终通过仿真结果验证了检测系统对低空小目标回波信号能够有效及准确地提取及检测。
  最终分析了移动通信下的低空小目标检测系统的系统性能,通过仿真结果展示了不同检测节点分布模式下的检测系统对低空小目标的定位误差,并展示了低空小目标的位置效果图,从而验证了移动通信下的低空小目标检测系统对于低空小目标的有效检测及定位。
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