[發明專利]一種二次雷達低空探測雜波抑制方法

有效

• 申請號: 201711437345.3
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN108107416B
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 錢江;馬岳飛;黃少寅;王開民;李予琛
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41;G01S7/36
• 代理公司: 重慶航圖知識產權代理事務所(普通合伙) 50247
• 代理人: 孫方

本發明屬于二次雷達探測技術領域，特別涉及一種二次雷達低空探測雜波抑制方法，包括：獲取二次導航雷達的俯仰角測量信息，劃分俯仰精準區和俯仰抖動區；對俯仰精準區的測量點進行預處理；對預處理結果進行濾波獲得精準區俯仰角度信息；利用精準區俯仰角度信息和測量獲得的目標距離信息獲得俯仰精準區高度信息，對俯仰精準區高度信息進行卡爾曼濾波獲得俯仰精準區高度濾波結果和高度變化率；利用俯仰精準區高度濾波結果和高度變化率獲取俯仰抖動區高度信息，利用目標距離信息和俯仰抖動區高度信息，獲得抖動區俯仰角度信息；本發明能夠有效抑制多徑雜波的干擾，精確估計離地較近飛機的俯仰角。

技術領域

本發明屬于二次雷達探測技術領域，特別涉及一種二次雷達低空探測雜波抑制方法。

背景技術

當民航飛機離地高度較小時，由于應答波束的下沿擦地，由于地表反射，形成多路徑效應，導致地面二次雷達接收機收到的應答波束的俯仰角極度失真，如圖1 所示。當應答機發射的電磁波信號經過地面反射落被接收天線接收時，比幅測角系統測得的目標俯仰角來自地上。由于在飛機降落時，飛機的機頭指向會不斷調整，這導致了裝在機頭的二次雷達的應答設備的發射波束的指向也不斷變化，進而使得地面反射波束的指向也不斷變化。表現在俯仰角測量上為俯仰角度測量值出現如圖2所示的距離抖動，導致俯仰角度測量異常。

發明內容

本發明的目的在于：針對現有問題，提供一種抑制多徑雜波干擾、精確估計飛機俯仰角的二次雷達低空探測方法。

本發明采用的技術方案如下：

一種二次雷達低空探測雜波抑制方法，包括以下步驟：

a.獲取二次導航雷達的俯仰角測量信息，劃分俯仰精準區和俯仰抖動區；

b.對俯仰精準區的測量點進行預處理；

c.對預處理結果進行濾波獲得精準區俯仰角度信息；

d.利用精準區俯仰角度信息和測量獲得的目標距離信息獲得俯仰精準區高度信息，對俯仰精準區高度信息進行卡爾曼濾波獲得俯仰精準區高度濾波結果和高度變化率；

e.利用俯仰精準區高度濾波結果和高度變化率獲取俯仰抖動區高度信息，利用目標距離信息和俯仰抖動區高度信息，獲得抖動區俯仰角度信息。

進一步的，所述劃分俯仰精準區和俯仰抖動區的方法，具體為：

將相鄰的K個測量點作為樣本統計區，采用滑窗方式，依次將新測量點加入樣本統計區，自動剔除第K+1個測量點，設定精準區閾值，計算樣本統計區內測量點的標準差估計值，如標準差估計值小于精準區閾值，則新測量點劃為俯仰精準區，否則為新測量點劃為俯仰抖動區，遍歷所有測量點完成劃分；其中K為正整數。

進一步的，所述預處理，具體為：

對測量點對應的俯仰測量值進行M次采樣，對每個采樣內的N個俯仰角測量值求均值，再對M個均值采用最小二乘擬合，獲得測量點的預處理結果。使用降采樣最小二乘擬合進行預處理，以減少俯仰測量值在短時間內的抖動情況，提高了計算效率。

進一步的，對預處理結果進行常速度模型的卡爾曼濾波獲得精準區俯仰角度信息：

建立狀態觀測方程：

其中，x_k為系統的狀態向量，w_k-1為系統噪聲，r_k為觀測噪聲即標準差估計值，H_k為觀測矩陣，A_k為狀態轉移矩陣，z_k為觀測值即預處理結果；

進而通過下列公式組，估計系統狀態，