基于复合高斯模型的杂波统计分析与建模

发布时间：2017-07-31 13:35

  本文关键词：基于复合高斯模型的杂波统计分析与建模

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【摘要】：雷达系统通常需要在杂波或者强杂波干扰下工作,对杂波进行精确的建模和估计,能有有效提高雷达的杂波抑制能力,提高雷达探测性能。对海探测是雷达系统很重要的应用之一。对于现代高分辨雷达而言海杂波的幅度分布概率密度函数通常具有一个较长的“尾巴”,这导致传统的统计模型失配,而复合高斯分布模型则可以在这种情况下很好地与实测数据相匹配,因而成为了近年来研究的重点。但是复合高斯分布模型由于结构复杂,传统的参数算法存在计算量很大容易陷入局部最优解的问题。针对这个问题本文研究了了复合高斯分布模型的特点,提出了一种基于分量分离方法的参数估计方法,实现复合高斯分布模型参数的快速估计。另一方面,现代雷达系统建设和测试成本都非常高,利用计算机系统对雷达系统进行仿真,仿真的基础上进行系统的完善和改进,可以有效提高雷达系统开发效率,并降低建设和测试成本。因而具有很强的实际意义。复合高斯分布模型能够很好地与实测情况想吻合,因而研究复合高斯分布杂波的仿真方法也就具有很强的实际应用价值。针对以上问题本文主要分为海杂波统计特性分析、复合高斯分布模型快速参数估计方法研究和复合高斯分布杂波仿真方法研究三部分。第二章介绍了海杂波形成的基本原理和特性,然后研究了海杂波统计中常用的的几种幅度概率密度分布模型和功率谱模型,并分析了其适用范围。得到结论:复合高斯分布模型对高分辨雷达海杂波的建模效果最好。在第三章首先介绍了传统模型经典参数估计算法,然后详细分析复合高斯分布经典的参数估计方法,指出了其中存在的不足,最后利用分量分离的思想和独立形状参数的尺度参数方程,提出了一种新的参数估计方法,实现了复合高斯分布模型参数的快速估计。本文第四章利用各个统计分布模型拟合加拿大IPIX雷达的实测数据。采用了均方差检验、K-S检验、CHI方检验三种方法进行定量的比较。验证了复合高斯分布模型的拟合精度优势和本文提出的快速参数估计方法的有效性。在第五章本文介绍了两种常见的杂波仿真方法。在分析了两种种方法的优缺点后,研究和给出了ZMNL法来仿真具有指定功率谱特性的复合高斯分布杂波的方法。
【关键词】：复合高斯分布 海杂波统计特性分析 零记忆非线性变换 独立形状参数的尺度参数方程(SISE)
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN957
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 课题的来源及研究目的和意义9-10
• 1.2 国内外研究现状分析10-12
• 1.3 本文的内容安排12-14
• 第2章 海杂波统计特性分析14-28
• 2.1 海杂波的幅度分布特性17-26
• 2.1.1 瑞利分布17-18
• 2.1.2 韦布尔分布18-19
• 2.1.3 对数正态分布19-20
• 2.1.4 K分布20-21
• 2.1.5 复合高斯分布21-26
• 2.2 海杂波的功率谱特性26-27
• 2.2.1 高斯型26
• 2.2.2 柯西型26-27
• 2.2.3 全极点型27
• 2.3 小结27-28
• 第3章 参数估计方法研究28-41
• 3.1 瑞利分布28
• 3.2 韦布尔分布（Weibull Distribution）28-29
• 3.3 对数正态分布29-30
• 3.4 K分布30
• 3.5 复合高斯分布30-35
• 3.5.1 复合高斯分布最小二乘参数估计法30-31
• 3.5.2 复合高斯分布粒子群智能搜索参数估计算法31-35
• 3.6 复合高斯分布分量分离参数估计算法35-40
• 3.7 小结40-41
• 第4章 IPIX雷达实测数据验证41-50
• 4.1 IPIX雷达简介41-42
• 4.2 采集数据时的雷达参数和环境介绍42-43
• 4.3 拟合优度检验方法43-45
• 4.3.1 均方误差检验43
• 4.3.2 K-S检验43-44
• 4.3.3 CHI方检验44-45
• 4.4 参数估计结果及分析45-49
• 4.5 小结49-50
• 第5章 海杂波的仿真模拟50-61
• 5.1 零记忆非线性变换法50-51
• 5.2 球不变随机过程法51-53
• 5.3 ZMNL法与SIRP法优缺点对比53
• 5.4 推导利用ZMNL法生成复合高斯分布序列可行性53-54
• 5.5 推导相关系数非线性变化关系54-57
• 5.6 复合高斯分布仿真流程57-58
• 5.7 仿真实验结果58-59
• 5.8 小结59-61
• 结论61-63
• 参考文献63-66
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果66-68
• 致谢68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 姜斌;黎湘;廖东平;郭桂蓉;;广义复合杂波建模及其统计特性研究[J];电路与系统学报;2006年03期

2 李青华;邓成;姚云萍;;基于ZMNL和SIRP的相关非高斯杂波产生比较[J];电子信息对抗技术;2011年04期

3 秦先祥;高贵;周石琳;邹焕新;;基于SISE方程的广义gamma分布参数估计方法[J];电子与信息学报;2012年08期

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 曹兰兰;海杂波建模技术研究[D];大连海事大学;2008年

2 马金玲;改进粒子群优化算法的研究[D];电子科技大学;2008年

3 乔天航;某海关雷达的海杂波特性分析及数据处理[D];西安电子科技大学;2012年

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本文编号：599434