提高辐射源信号分选结果完整性和正确性的数据挖掘方法

技术特征：
1.一种提高辐射源信号分选结果完整性和正确性的数据挖掘方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：根据辐射源的载频特征值rf和脉宽特征值pw确定筛选范围，并根据所述筛选范围对原始全脉冲数据进行筛选，得到筛选后的全脉冲数据；步骤二：获取辐射源的pri特征类型，若所述pri特征类型为固定类型或者组变类型，则执行步骤三；若所述pri特征类型为参差类型，则执行步骤四；步骤三：采用固定/组变挖掘方法对筛选后的全脉冲数据进行数据挖掘，得到挖掘后的样本数据；步骤四：采用参差挖掘方法对筛选后的全脉冲数据进行数据挖掘，得到挖掘后的样本数据；步骤五：根据设定的载频容差rf_tol和脉宽容差pw_tol判断挖掘后的样本数据中载频特征值rf和脉宽特征值pw的异常类型，并存储载频特征值rf和脉宽特征值pw的异常值。2.根据权利要求1所述的一种提高辐射源信号分选结果完整性和正确性的数据挖掘方法，其特征在于，所述筛选范围为(rf
min-300mhz,rf
max
300mhz)∩(pw
min-50μs,pw
max
50μs)，其中rf
min
和rf
max
分别为载频特征值rf的最小值和最大值，pw
min
和pw
max
分别为脉宽特征值pw的最小值和最大值。3.根据权利要求1所述的一种提高辐射源信号分选结果完整性和正确性的数据挖掘方法，其特征在于，步骤三包括以下步骤：步骤31：根据所述辐射源的pri特征序列对筛选后的全脉冲数据进行序列搜索，共获得n段样本数据，并将pri特征序列里的每个pri特征值出现的次数记录在集合q中，集合q是一组映射，其key是各个pri特征值，value是该pri特征值出现的次数，根据最原始pri特征序列获得的集合q记为集合q
old
；筛选后的全脉冲数据的时间间隔为t
a
～t
b
，第n段样本数据的时间间隔为t
n,a
～t
n,b
，其中下标n代表第n段样本数据，下标a和b分别代表时间间隔的起始和终止，且n＝1,2,
…
,n；步骤32：根据各段样本数据获取挖掘区间，其具体步骤为：(1)判断第1段样本数据的起始时刻t
1,a
是否与筛选后的全脉冲数据的起始时刻t
a
相等，若不相等，则将t
a
～t
1,a
记录为1个挖掘区间；(2)判断第n段样本数据的终止时刻t
n,b
是否与筛选后的全脉冲数据的终止时刻t
b
相等，若不相等，则将t
n,b
～t
b
记录为1个挖掘区间；(3)将t
1,b
～t
2,a
，
…
，t
n-1,b
～t
n,a
记录为n-1个挖掘区间；通过步骤(1)、(2)、(3)获得的挖掘区间的总数记为m个，第m个挖掘区间的时间间隔为t
m,a
～t
m,b
，其中下标m代表第m个挖掘区间，下标a和b分别代表挖掘区间的时间间隔的起始和终止，且m＝1,2,
…
,m；步骤33：在第m个挖掘区间里，以到达时间为时刻t
m,a
的脉冲作为要挖掘的第一个脉冲，以到达时间为时刻t
m,b
的脉冲作为要挖掘的最后一个脉冲，通过以下步骤对第m个挖掘区间进行数据挖掘：(4)对在第m个挖掘区间的全脉冲数据求取j级到达时间差δtoa
j
，其中j＝1,2,3，并将一级到达时间差δtoa1、二级到达时间差δtoa2、三级到达时间差δtoa3统记为pri
i,j
，pri
i,j
表示第i j个脉冲与第i个脉冲的时间间隔；
(5)将pri
i,j
在容差范围内值相同的归为第k组，其中k＝1,2,
…
,k，k为最终划分的总组数，第k组的时间间隔统称为pri
k
，其中每组是一个映射(即映射组)，其key是相同值的pri
k
，value是pri
k
统计出来出现的次数c
k
，统计出现次数最多的pri
k
并记为预备挖掘值pri_s；(6)将预备挖掘值pri_s做距离验证和大小验证，若距离验证和大小验证均成功，则将预备挖掘值pri_s更新到pri特征序列里；否则，就将预备挖掘值pri_s从映射组删除后返回步骤(5)；步骤34：返回步骤31，根据更新后的pri特征序列对筛选后的全脉冲数据重新进行序列搜索，将更新后的pri特征序列里的每个pri特征值出现的次数记录在集合q
new
中，并获得新的挖掘区间；利用集合q
new
与集合q
old
做影响验证，若影响验证成功，则以获得的新的挖掘区间更新由步骤32获得的m个挖掘区间，并继续步骤33进行数据挖掘，最终得到挖掘后的样本数据；若影响验证失败，则不更新挖掘区间，并选取下一个挖掘区间继续挖掘，最后直至挖掘不到数据后结束，最终得到挖掘后的样本数据。4.根据权利要求3所述的一种提高辐射源信号分选结果完整性和正确性的数据挖掘方法，其特征在于，距离验证包括以下步骤：根据预备挖掘值pri_s在对应的挖掘区间里进行序列搜索，获得一段或多段距离验证数据，并将第一段距离验证数据里第一个脉冲数据的到达时间记为t_s
a
，最后一段距离验证数据里最后一个脉冲数据的到达时间记为t_s
b
；在样本数据里，将t
m,a
与前一个脉冲的时间间隔记为pri_ya，将t
m,b
与后一个脉冲的时间间隔记为pri_yb，其中，若m＝1，则pri_ya＝0；若m＝m，则pri_yb＝0；验证预备挖掘值pri_s的距离是否符合条件(
ⅰ
)、(
ⅱ
)：(
ⅰ
)t
m,a
与t_s
a
的差值不大于pri_ya数值的10倍；(
ⅱ
)t
m,b
与t_s
b
的差值不大于pri_yb数值的10倍；若预备挖掘值pri_s至少符合条件(
ⅰ
)和条件(
ⅱ
)中的一个，则距离验证成功，此时，如果只符合条件(
ⅰ
)，则将pri_ya记为pri_y；如果只符合条件(
ⅱ
)，则将pri_yb记为pri_y；如果条件(
ⅰ
)和条件(
ⅱ
)都符合，则将pri_ya和pri_yb里距离预备挖掘值pri_s最近的特征值记为pri_y。5.根据权利要求4所述的一种提高辐射源信号分选结果完整性和正确性的数据挖掘方法，其特征在于，大小验证包括以下步骤：验证预备挖掘值pri_s的大小是否符合条件(
ⅲ
)、(
ⅳ
)：(
ⅲ
)预备挖掘值pri_s小于pri_y的5倍；(
ⅳ
)预备挖掘值pri_s大于pri_y的0.2倍；若预备挖掘值pri_s同时符合条件(
ⅲ
)和条件(
ⅳ
)，则大小验证成功，否则大小验证失败。6.根据权利要求3所述的一种提高辐射源信号分选结果完整性和正确性的数据挖掘方法，其特征在于，利用集合q
new
与集合q
old
做影响验证的过程包括以下步骤：验证集合q
new
与集合q
old
是否符合条件(
ⅴ
)、(
ⅵ
)：(
ⅴ
)在集合q
old
与集合q
new
存在相同key值时，集合q
new
对应的value大于等于集合q
old
对应的value；
(
ⅵ
)在集合q
new
存在的key值，而集合q
old
不存在相同的key值时，集合q
new
对应的value大于0；若集合q
new
与集合q
old
同时满足条件(
ⅴ
)和条件(
ⅵ
)，则影响验证成功，否则影响验证失败。7.根据权利要求1至6任一项所述的一种提高辐射源信号分选结果完整性和正确性的数据挖掘方法，其特征在于，步骤四包括以下步骤：步骤41：根据所述辐射源的pri特征序列对筛选后的全脉冲数据进行序列搜索，获得若干段样本数据，当pri特征序列里的某一个pri特征值总是与下一个pri特征值相隔一个或多个脉冲数据时，则将当前pri特征值在pri特征序列的索引记为挖掘索引，挖掘索引可以是一个或多个，将这些挖掘索引记为挖掘序列；步骤42：遍历挖掘序列，准备挖掘，选取其中一个挖掘索引，进行以下挖掘步骤：(1)根据选取的挖掘索引对应的pri特征值，将该pri特征值记为pri_i，遍历样本数据，找到能计算出pri_i的相邻两个脉冲pdw1、pdw2，并将后一个脉冲pdw2的到达时间记为挖掘起始时刻toa
x
，将脉冲pdw2之后相邻的下一个脉冲数据的到达时间记为挖掘终止时刻toa
y
；以挖掘起始时刻toa
x
为基准，挖掘终止时刻toa
y
为界限，开始计算时间间隔δtoa
j
，表达式如下：δtoa
j
＝toa
x j
–
toa
x
；j＝1,2,
…
,y-x
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ④
(2)将时间间隔δtoa
j
由小到大，最多取3个值作为挖掘备用值，并且每个挖掘备用值必须满足以下条件(
ⅶ
)：(
ⅶ
)δtoa
j
与pri_i差值的绝对值小于等于pri_i的0.3倍；(3)经过步骤(1)、步骤(2)计算一次得到的挖掘备用值称为一组备用值，接着遍历样本数据，继续找到能计算出pri_i的相邻脉冲，再经过步骤(1)、步骤(2)计算一次得到第二组备用值，以此类推，多次重复步骤(1)、步骤(2)，直至获得10组备用值；(4)将这10组备用值在容差范围内值相同的归为第k组，其中k＝1,2,
…
,k，k为最终划分的总组数，第k组的时间间隔统称为pri
k
，其中每组是一个映射，其key是相同值的pri
k
，value是pri
k
统计出来出现的次数c
k
，统计出现次数最多的pri
k
记为预备挖掘值pri_s；(5)对预备挖掘值pri_s做连续验证：继续遍历样本数据，重复步骤(1)一次，按照步骤(1)中获得的δtoa
j
由小到大，查找与预备挖掘值pri_s在容差内相等的δtoa
j
，若找到了，此为验证成功一次，重复步骤(1)多次，直至样本数据遍历结束，在此期间，若连续验证成功3次以上，则对预备挖掘值pri_s的连续验证成功；步骤43：若对预备挖掘值pri_s的连续验证成功，则预备挖掘值pri_s为挖掘值，将预备挖掘值pri_s更新到pri特征序列里，将计算出预备挖掘值pri_s的脉冲数据也更新到样本数据里，pri_s在pri特征序列的索引设为新的挖掘索引，重复计算步骤42，直至挖掘不到新的挖掘值，挖掘结束，最终得到挖掘后的样本数据；若对预备挖掘值pri_s连续验证没有成功，则继续遍历挖掘序列，选取下一个挖掘索引，重复计算步骤42，直至挖掘不到pri特征值，挖掘结束，最终得到挖掘后的样本数据。

技术总结
本发明涉及一种提高辐射源信号分选结果完整性和正确性的数据挖掘方法，包括：根据辐射源的载频特征值RF和脉宽特征值PW确定筛选范围，并根据筛选范围对原始全脉冲数据进行筛选；获取辐射源的PRI特征类型，若为固定类型或者组变类型，则采用固定/组变挖掘方法进行数据挖掘；若为参差类型，则采用参差挖掘方法进行数据挖掘；最后根据设定的载频容差和脉宽容差判断挖掘后的样本数据中载频特征值RF和脉宽特征值PW的异常类型，并存储相应的异常值。本发明根据不同的PRI特征类型采用不同的数据挖掘方法进行数据挖掘，分析出全脉冲数据中的载频特征值和脉宽特征值的异常值，可以进一步提高雷达辐射源信号分选结果的完整性和正确性。性。性。


技术研发人员：吴宏超 杨承志 高嘉欣 邴雨晨 王美玲 易仁杰 马扬 王鸿超 吴焕欣 王赫 商犇 刘焕鹏 李吉民 石礼盟 曹鹏宇 陈泽盛 苏琮智
受保护的技术使用者：中国人民解放军空军航空大学
技术研发日：2022.08.22
技术公布日：2022/11/11