1.一种结合稀疏先验的瞬态干扰抑制方法,其特征在于,包括以下步骤;S1、建立回波信号模型,利用慢时域瞬态干扰分量的稀疏先验,多普勒域海杂波和目标分量的重叠块稀疏先验,以l 1 范数、l p 范数、块稀疏项和l 2 范数进行正则化约束,通过离散傅里叶矩阵进行等式约束,以构造目标函数;S2、根据峰值检测估计布拉格频率,以确定分块位置;S3、根据步骤S1中构造的目标函数,通过增广拉格朗日函数消除等式约束;S4、对所述目标函数的正则化参数进行初始化设置,对算法的迭代终止条件进行设置;S5、利用交替更新所有待求解变量,直至迭代收敛,得到剔除杂波分量后的结果,实现瞬态干扰抑制。
2.根据权利要求1所述的结合稀疏先验的瞬态干扰抑制方法,其特征在于,所述步骤S1具体包括:S10、设定某一距离单元的慢时间回波数据包含M个积累脉冲数 S11、当存在瞬态干扰时,y分解为目标分量、杂波分量、瞬态干扰分量和噪声分量之和y(m)=s(m)+c(m)+o(m)+n(m),m=1,…,M,其中,s、c、o和n分别表示目标、杂波、瞬态干扰和噪声的慢时域分量;噪声分量服从零均值复高斯分布,表示为:n(m)~CN(0,σ 2 )式中,σ 2 为内部噪声方差;目标分量表示为:式中,a k 为第k个目标的幅度,f d,k 为第k个目标的多普勒频率,T r 为脉冲重复周期, 为电离层污染对目标分量造成的相位扰动项;杂波分量表示为:式中,b c1 和b c2 分别表示海杂波正、负Bragg峰的幅度,T r 为脉冲重复周期, 和 分别为电离层对正、负Bragg峰造成的相位扰动项,f b1 和f b2 分别为正负Bragg频率,表示为:式中,g为重力加速度,θ为雷达与海面的夹角,λ为雷达工作波长,Δf=2v s cosθ/λ为海流运动引起的多普勒频移,其中v s 为海流径向速度;瞬态干扰分量为:式中, 有 rect j (m)为矩形窗函数,定义为:式中,j表示此距离单元的第j处瞬态干扰,其持续的慢时间单元长度为M j,2 -M j,1 ,满足0≤M j,1 <M j,2 ≤M以及M i,2 -M i,1 <<M;S12、在慢时域将瞬态干扰分量分离,并对剩余信号分量进行相参积累,得到相应的多普勒域分量:x=A(y-o)=A(s+c+n),式中, 为归一化离散傅里叶矩阵,其第(i,j)个元素为以非凸项l p 范数进行稀疏约束,添加l 2 范数作为降噪项,得到目标函数:式中, μ 1 、μ 2 和μ 3 为正则化参数,φ(x)为块稀疏正则项,将x分为不重叠的G个子块,φ(x)表示为:式中,B g (g=1,…,G)为指标集合,满足
3.根据权利要求2所述的结合稀疏先验的瞬态干扰抑制方法,其特征在于,所述步骤S2具体包括:S20、将杂波区的多普勒频率范围设置为2f b2 ~2f b1 ,结合此先验信息,以正、负Bragg峰为界将杂波区划分为两个子块,分别记为B g(c) 和B g(c)+1 :|B g |=κ,(g≠g(c),g≠g(c)+1),式中, 和 分别为向下取整符号和向上取整符号;S21、找到幅度最大的h个峰值对应的多普勒频率,对其求均值作为Bragg频率f b1 或f b2 的估计值式中,mean(·)为求均值,findpeaks(v,h)为返回向量v的前h个峰值的索引值,Δf的估计值为:式中,联合Bragg频率表达式实现对f b1 和f b2 的估计。
4.根据权利要求3所述的结合稀疏先验的瞬态干扰抑制方法,其特征在于,所述步骤S3具体包括:S30、引入新变量 和 将目标函数重写为:s.t.A(y-o)-x-w=0,a-x=0S31、通过增广拉格朗日函数消除等式约束,得到:式中, 和 为中间变量,(·) H 为Hermitian转置,ρ为二次罚项系数,通过最小化上式实现分离慢时域瞬态干扰分量并恢复纯净频谱,纯净频谱定义为目标和海杂波对应的多普勒谱;S32、各分量的最优化求解表示为:通过ADMM交替更新各变量求解。
5.根据权利要求4所述的结合稀疏先验的瞬态干扰抑制方法,其特征在于,所述步骤S4具体为:将初始变量x 0 ,o 0 ,w 0 ,a 0 , 和 设置为 正则化参数设置为μ 1 =1/(3M),μ 2 =μ 3 =1/(4M),二次罚项系数的初始值为ρ 0 =10 -2 ,最大值为ρ max =10 6 ,迭代步长τ=1.1,迭代终止的误差为ε=10 -6 ,步长κ=2,峰值个数为h=5当满足以下公式时,迭代收敛:max{||A(y-o k+1 )-x k+1 -w k+1 || ∞ ,||a k+1 -x k+1 || ∞ }<ε式中,
6.根据权利要求1所述的结合稀疏先验的瞬态干扰抑制方法,其特征在于,所述步骤S5具体为:S50、更新变量x:式中, 为软阈值算子,定义为式中,max{·}为选大函数, 为符号函数;S51、更新变量o:其中 为:l p 范数邻近算子 的表达式为:式中,β和α为常数,定义为:β * 的求解方法为:初始值设置为β 0 ∈(β,|v i |),迭代次数为10-20次即可满足算法的精度要求;S52、更新变量w:变量w的求解问题是光滑且凸的,求解为:S53、更新变量a:分解为G个子问题求解,有:其中:S54、更新变量λ 1 :S55、更新变量λ 2 :式中,τ为迭代步长,满足 交替更新上述变量,直至迭代收敛,得到剔除瞬态干扰后的信号分量,实现瞬态抑制。