[發(fā)明專利]一種實波束前視掃描雷達目標二維定位方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410422691.4
• 申請日: 2014-08-25
• 公開（公告）號: CN104166134A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發(fā)明（設計）人: 張寅;黃鈺林;王月;李杰;武俊杰;楊建宇;李文超
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01S13/66
• 分類號: G01S13/66;G06F19/00;G01S7/41
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務所(普通合伙) 51227
• 代理人: 周永宏

技術領域

本發(fā)明屬于雷達技術領域，特別涉及一種實波束前視掃描雷達目標二維定位方法。

背景技術

雷達由于不受惡劣天氣因素的影響，并能夠全天時工作，因此在軍事偵察、海洋及水文觀測、陸/海追蹤與救援等軍用和民用領域發(fā)揮了不可或缺的作用。對實現(xiàn)運動平臺前視區(qū)域目標的精確定位，對敵我目標偵察與探測、目標追蹤與打擊、海面目標搜救等功能的實現(xiàn)具有重要的意義。

運動平臺前視區(qū)域目標的距離維高精度定位可以通過發(fā)射大帶寬的線性調頻信號和使用脈沖壓縮技術處理實現(xiàn)。然而對于前視成像區(qū)域的方位維，由于平臺與成像區(qū)域內目標相對運動產生的多普勒頻率梯度幾乎為零，使得現(xiàn)有的合成孔徑等成像技術很難實現(xiàn)方位維目標的準確定位只能通過掃描成像的方式獲得方位維目標的低精度定位結果。由于該方式目標位置的定位和和幅度的估計精度低，嚴重影響了運動平臺的偵察、監(jiān)視、定位和識別能力。

針對運動平臺前視區(qū)域二維目標定位問題，特別是如何提高方位維目標的定位能力，一般采用兩種方法。其一如文獻：Blair?W?D,Brandt-Pearce?M.Monopulse?DOA?estimation?of?two?unresolved?Rayleigh?targets[J].Aerospace?and?Electronic?Systems,IEEE?Transactions?on,2001,37(2):452-469.所采用單脈沖技術進行方位維處理。該技術基于單脈沖測角原理，主要適用于單個強點目標的定位，雖然對特定條件下的兩點目標有效，但對于存在多散射中心的復雜目標環(huán)境下，目標定位會存在嚴重偏差，甚至會產生虛假目標等現(xiàn)象；其二如文獻：Mahafza?B?R,Knight?D?L,Audeh?N?F.Forward-looking?SAR?imaging?using?a?linear?array?with?transverse?motion[C]//Southeastcon'93,Proceedings.,IEEE.IEEE,1993:4?p.的方法，該文章提出一種線性陣列合成孔徑雷達前視成像方法，利用線性陣列與前視區(qū)域內目標之間的相對運動產生多普勒帶寬，再利用匹配濾波技術實現(xiàn)目標方位定位。但該方法需要盡量長的線陣以增加孔徑尺寸，同時，由于前視區(qū)域內目標的多普勒帶寬很小，能夠獲得的目標定位精度依然有限。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種通過求解目標函數(shù)的最優(yōu)解求解出目標方位維的位置信息，有效的解決了運動平臺前視作用區(qū)域中目標方位維定位精度低的問題，實現(xiàn)了運動平臺前視區(qū)域目標距離維和方位維的二維精確定位的實波束前視掃描雷達目標二維定位方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的：一種實波束前視掃描雷達目標二維定位方法，包括以下步驟：

S1：成像系統(tǒng)參數(shù)初始化，計算成像區(qū)域任意點目標與運動平臺的距離，設置實波束掃描雷達點目標仿真參數(shù)；

S2：進行距離向匹配濾波；

S3：進行距離向運動補償處理；

S4：對掃描雷達方位向回波信號進行建模；

S5：構造加權最小二乘目標函數(shù)；

S6：進行目標方位定位。

進一步地，所述的步驟S1中計算成像區(qū)域任意點目標與運動平臺的距離的具體方法為：運動平臺零時刻位置記為(0,0,h)，運動平臺沿y軸運動，運動速度為V，目標相對平臺的方位角記為q，雷達天線下視角記為雷達天線掃描速度記為ω；則t時刻時運動平臺與場景中目標距離通過系統(tǒng)參數(shù)表示為：

其中，R0為運動平臺與目標之間的初始距離；

設置實波束掃描雷達點目標仿真參數(shù)的具體方法為：假設在掃描區(qū)域中同一距離R處的不同方位采樣位置上都幅值，令產生這些運動幅值的目標的位置參數(shù)為θ＝(θ₁,θ₂,...θ_N)，幅度參數(shù)為σ＝(σ₁,σ₂,...,σ_N)，雷達發(fā)射信號為線性調頻信號，掃描雷達作用區(qū)域的回波經過相干解調記為S(t,τ)：