[發明專利]一種基于GPS衛星信號的目標特征提取方法、裝置及系統

在審

• 申請號: 201810318664.0
• 申請日: 2018-04-11
• 公開（公告）號: CN108562919A
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發明（設計）人: 曾張帆;邢賽楠;潘永才;周艷玲;劉文超;孫琪
• 申請（專利權）人: 湖北大學
• 主分類號: G01S19/37
• 分類號: G01S19/37
• 代理公司: 武漢帥丞知識產權代理有限公司 42220
• 代理人: 朱必武

本發明涉及一種基于GPS衛星信號的目標特征提取方法、裝置及系統，屬于雷達技術領域。包括：在相同的頻域和時域上接收第一、第二、第三、第四信號，第一信號來自GPS衛星發射的電磁波，第二、第三、第四信號均來自GPS衛星發射至目標并反射的電磁波；對第一信號進行頻域濾波，獲得第一峰值角度向量、第一峰值頻率向量、GPS電文信息向量、第一峰值位置信息向量及GPS衛星位置信息向量；對第二、三、四信號分別進行平滑濾波計算，獲得第一、第二、第三目標場景信息重構矩陣；對第一、第二、第三目標場景信息重構矩陣進行平滑濾波、模糊化計算、閾值判決、速度計算，獲得目標特征，包括其位置和速度。該方法填補了該領域的空白。

技術領域

本發明涉及一種目標特征提取方法，具體涉及一種基于GPS衛星信號進行目標特征提取的方法、裝置及系統，屬于雷達技術領域。

背景技術

目標特征提取技術在國防事業和民用需求方面展現了廣泛的應用前景。在軍事領域，地面運動目標成像系統能夠進行戰場態勢評估，作戰控制與指導等；在民用領域，該系統能夠對交通進行管制，對環境進行監控等。

現有的相關目標特征提取系統及方法方面的專利如《一種基于小波多尺度分析的微動目標特征提取方法及系統》，《一種用于超寬帶穿墻雷達中多人體目標檢測的系統及方法》等系統均包含發射機和接收機，皆屬于單基地主動式系統，由于發射機成本較高，因此整套系統造價昂貴。此外，主動式系統在實際操作中主動發射電磁波，因此極易被察覺，因此其系統隱蔽性，安全性較差。再者，上述現有技術方案的照射源均只有一個，因此觀測角度較為單一，獲取的信息量較為有限。綜上，上述方案在實際運用中有一定的技術限制。

發明內容

鑒于此，本發明的目的是提供一種基于GPS衛星信號來進行目標特征提取的方法、裝置及系統，其輸出為觀測目標的速度與位置信息。

為達到上述目的，本發明提供的技術方案是這樣實現的：

一種基于GPS衛星信號的目標特征提取方法，其特征在于，包括：

信息接收模塊在相同的頻域和時域上接收第一、第二、第三、第四信號，所述第一信號來自GPS衛星發射的電磁波，所述第二、第三、第四信號均來自GPS 衛星發射至目標并反射的電磁波；

對所述第一信號進行頻域濾波，獲得第一峰值角度向量、第一峰值頻率向量、 GPS電文信息向量、第一峰值位置信息向量及GPS衛星位置信息向量；

對所述第二、三、四信號分別進行平滑濾波計算，獲得第一、第二、第三目標場景信息重構矩陣；

對所述第一、第二、第三目標場景信息重構矩陣進行平滑濾波、模糊化計算、閾值判決、速度計算，獲得目標特征，包括其位置和速度。

進一步的，對所述第一信號進行頻域濾波，獲得第一峰值角度向量、第一峰值頻率向量、GPS電文信息向量、第一峰值位置信息向量及GPS衛星位置信息向量，具體包括：對所述第一信號按照一個GPS信號碼長為一個處理單元進行處理，將GPS根信號進行升采樣，獲得與所述第一信號相同的采樣率的采樣根信號，將第一信號與所述采樣根信號進行解擴頻處理，并計算第一峰值向量；對第一峰值向量進行角度提取處理，獲得所述第一峰值角度向量，對所述第一峰值角度向量進行差分峰值檢測，獲得所述GPS電文信息向量、所述第一峰值頻率向量及所述第一峰值位置信息向量；對所述GPS電文信息向量進行解碼，獲得 GPS衛星位置信息向量。

進一步的，所述GPS衛星信號選自三種不同頻段中的一種，分別為L1頻段，L2頻段和L5頻段，其中，L1頻段的頻點中心為1575.42MHz，帶寬為25MHz； L2頻段的頻點中心為1227.60MHz，帶寬為25MHz；L5頻段的頻點中心為 1176.45MHz，帶寬為25MHz；優選情況是選自L2頻段。