一种基于子区域划分的水下目标连续波回声特征模拟滤波与评估方法、电子设备、存储介质及程序产品

本公开属于水声，特别涉及一种基于子区域划分的水下目标连续波回声特征模拟滤波与评估方法、电子设备、存储介质及程序产品。

背景技术：

1、随着水声技术的发展，水声目标主动探测及其相关算法在水下目标探测与识别等领域得到广泛应用。与此同时，相关水声装备逐渐呈现出小型化、智能化和集群化的发展趋势，使得现代水下对抗及训练环境中，对来自水面舰艇及其他平台的水下主动探测信号的识别、规避与伪装提出了更高的技术要求。在上述应用背景下，亟需一种具备高实时性、和灵活性的水下目标主动探测回波模拟器，用于生成具有特定目标特征的回波响应。

2、在主动探测条件下，水下主动探测的目标回波信号应非单一散射响应，而是由目标的不同部位在声波入射后的多个散射分量在时域以及频域所叠加而成。因此其回波结构应当在时域上由不同时延、不同相位、不同强度的多个回波亮点叠加而成，并且其亮点结构随着入射角、入射频率、主动探测波形等特征变化具有显著特异性，其可作为目标探测及识别的特征。然而，现有用于主动探测对抗及模拟训练的回波生成模拟器，多针对单模拟器阵元回波生成，或采用简化目标回波结构以及延时信号重放的方法生成回波响应。无法再时域结构以及空间尺度上模拟真实目标回波的多角度主动探测回波，同时也无法针对连续波下的回声特征生成模拟回波；又因为仅针对单个阵元设计滤波器，所以无法具备水下目标的空间尺度特性。

3、因此，现有技术尚缺乏一种能够基于目标子区域划分，提取多亮点散射特征，并用于多阵元实时生成适应连续波模拟的目标回声特征模拟滤波器，以实现主动探测条件下的连续回波模拟。

技术实现思路

1、本公开的一个方面，一种基于子区域划分的水下目标连续波回声特征模拟滤波方法，包括：

2、a1，通过数值模拟获得待模拟目标的目标传递函数，并得到所述待模拟目标在主动探测条件下的预报回波；对所述预报回波进行匹配滤波，得到脉冲压缩后的时间-角度谱；

3、a2，对所述时间-角度谱按峰值进行归一化，并通过设置阈值筛选出由各几何亮点形成的回波匹配峰值，确定各入射角下所述待模拟目标的亮点的位置和数量，并根据所述亮点的位置信息将所述待模拟目标划分为多个子区域；

4、a3，根据各亮点的匹配滤波峰值之间的比值以及所述待模拟目标的目标强度，确定各子区域亮点的目标强度；

5、a4，根据各子区域亮点的位置、数量及目标强度，构造各子区域亮点对应的滤波器，其中，根据各子区域亮点的位置在所述滤波器的冲激响应中插入对应时延的脉冲信号，所述脉冲信号的幅度由对应亮点的目标强度所确定的相对幅度确定；

6、a5，将入射信号分别经各子区域亮点对应的滤波器滤波，并将滤波得到的各回波分量叠加，得到所述待模拟目标的模拟回波。

7、本公开的一个方面，一种水下目标模拟回波逼真度评估方法，该方法包括：

8、获取采用所述的基于子区域划分的水下目标连续波回声特征模拟滤波方法生成的模拟回波，以及通过数值方法预报的所述待模拟目标的预报回波；

9、计算时延准确度，所述时延准确度基于所述模拟回波中各亮点的时延与所述预报回波中相同亮点的时延之间的差值确定，所述差值与被模拟目标的总长度进行比值，所述时延准确度为1减去该比值后所得的百分比；

10、计算目标强度准确度，所述目标强度准确度基于相同工况下所述模拟回波的目标强度与所述预报回波的目标强度的平均值之间的差值确定；

11、计算波形相似度，所述波形相似度为所述模拟回波与所述预报回波的互相关系数的百分数；

12、根据所述时延准确度、所述目标强度准确度以及所述波形相似度，评估所述模拟回波的逼真度。

13、本公开的一个方面，一种基于子区域划分的水下目标连续波回声特征模拟滤波系统，包括：

14、回波预报模块，用于通过数值模拟获得待模拟目标的目标传递函数，并得到所述待模拟目标在主动探测条件下的预报回波，以及对所述预报回波进行匹配滤波，得到脉冲压缩后的时间-角度谱；

15、亮点筛选与子区域划分模块，用于对所述时间-角度谱按峰值进行归一化，并通过设置阈值筛选出由各几何亮点形成的回波匹配峰值，确定各入射角下所述待模拟目标的亮点的位置和数量，并根据所述亮点的位置信息将所述待模拟目标划分为多个子区域；

16、亮点强度确定模块，用于根据各亮点的匹配滤波峰值之间的比值以及所述待模拟目标的目标强度，确定各子区域亮点的目标强度；

17、滤波器构造模块，用于根据各子区域亮点的位置、数量及目标强度，构造各子区域亮点对应的滤波器，其中，根据各子区域亮点的位置在所述滤波器的冲激响应中插入对应时延的脉冲信号，所述脉冲信号的幅度由对应亮点的目标强度所确定的相对幅度确定；

18、回波重构模块，用于将入射信号分别经各子区域亮点对应的滤波器滤波，并将滤波得到的各回波分量叠加，得到所述待模拟目标的模拟回波。

19、本公开的一个方面，一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以实现所述基于子区域划分的水下目标连续波回声特征模拟滤波与评估方法。

20、本公开的一个方面，一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现所述的基于子区域划分的水下目标连续波回声特征模拟滤波与评估方法。

21、本公开的一个方面，一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现所述的基于子区域划分的水下目标连续波回声特征模拟滤波与评估方法。

1.一种基于子区域划分的水下目标连续波回声特征模拟滤波方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过数值模拟获得待模拟目标的目标传递函数，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述得到脉冲压缩后的时间-角度谱，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阈值包括匹配峰值的最小高度、最小宽度以及峰值之间的距离；

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各亮点的匹配滤波峰值之间的比值以及所述待模拟目标的目标强度，确定各子区域亮点的目标强度，包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构造各子区域亮点对应的滤波器，还包括：

7.一种水下目标模拟回波逼真度评估方法，其特征在于，该方法包括：

8.一种基于子区域划分的水下目标连续波回声特征模拟滤波系统，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器运行所述计算机程序以实现如权利要求1至7任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1至7任一项所述的方法。

11.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行以实现如权利要求1至7任一项所述的方法。