[發(fā)明專利]一種基于GPS衛(wèi)星信號的低空目標(biāo)預(yù)警系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810549404.4
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN109031353A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾張帆;邢賽楠;潘永才;劉文超;周艷玲
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北大學(xué)
• 主分類號: G01S19/14
• 分類號: G01S19/14;G01S19/37;G01S19/36
• 代理公司: 武漢帥丞知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42220
• 代理人: 朱必武

1.一種基于GPS衛(wèi)星信號的低空目標(biāo)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，包括：

信息接收模塊，用于在相同的頻域和時(shí)域上接收第一信號和第二信號，所述第一信號來自GPS衛(wèi)星發(fā)射的電磁波，所述第二信號來自GPS衛(wèi)星發(fā)射至目標(biāo)并反射的電磁波；

第一處理模塊，用于對所述第一信號進(jìn)行頻域?yàn)V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(wèi)星位置信息向量；

第二處理模塊，用于對所述第二信號進(jìn)行時(shí)域?yàn)V波處理，獲得第一目標(biāo)場景信息重構(gòu)矩陣；進(jìn)而對從相鄰的其它n個(gè)GPS衛(wèi)星接收到的信號，其中n≥2，依次按照上述第一和第二處理模塊處理流程，分別獲得第二、……、第n目標(biāo)場景信息重構(gòu)矩陣；

第三處理模塊，用于對所述第一、第二、……、第n目標(biāo)場景信息重構(gòu)矩陣進(jìn)行分割和聚合處理，獲得低空目標(biāo)圖像；進(jìn)而通過對低空目標(biāo)圖像中的目標(biāo)形狀、位置、姿態(tài)進(jìn)行提取，獲得預(yù)警信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GPS衛(wèi)星信號的低空目標(biāo)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：所述信息接收模塊包括兩路天線，標(biāo)記為第一天線和第二天線，所述低空目標(biāo)預(yù)警系統(tǒng)搭載在地面上，用于接收所述第一信號的第一天線和接收所述第二信號的第二天線均指向天空。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GPS衛(wèi)星信號的低空目標(biāo)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：所述第一處理模塊對所述第一信號進(jìn)行頻域?yàn)V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(wèi)星位置信息向量，具體包括：對所述第一信號按照一個(gè)GPS信號碼長為一個(gè)處理單元進(jìn)行處理，將GPS根信號進(jìn)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(jìn)行解擴(kuò)頻處理，并計(jì)算第一峰值向量；對第一峰值向量進(jìn)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(jìn)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(jìn)行解碼，獲得GPS衛(wèi)星位置信息向量。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GPS衛(wèi)星信號的低空目標(biāo)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：所述第二處理模塊對所述第二信號進(jìn)行處理，獲得第一目標(biāo)場景信息重構(gòu)矩陣，其中，所述第一目標(biāo)場景信息重構(gòu)矩陣方法包括：對所述第二信號基于一個(gè)GPS信號碼字長度為行長度進(jìn)行串并變換，獲得第二信號矩陣；對所述第一峰值角度向量、所述第一峰值頻率向量、所述GPS電文信息向量、所述第一峰值位置信息向量以及GPS基帶信號進(jìn)行計(jì)算，獲得參考矩陣；對所述第二信號矩陣、所述參考矩陣及所述GPS衛(wèi)星位置信息向量進(jìn)行一維時(shí)域?yàn)V波計(jì)算，獲得第一處理信號；進(jìn)而對第一處理信號進(jìn)行平均差處理和時(shí)間延遲處理，輸出第二處理信號；進(jìn)而對第二處理信號進(jìn)行累積處理和相位補(bǔ)償處理，輸出第三處理信號；進(jìn)而對第三處理信號進(jìn)行傅里葉逆變換，獲取第一目標(biāo)場景信息重構(gòu)矩陣；進(jìn)而對從相鄰的其它n個(gè)GPS衛(wèi)星接收到的信號，其中n≥2，依次按照上述處理流程，分別獲得第二、……、第n場景信息重構(gòu)矩陣；

在第二處理模塊中，對第一處理信號進(jìn)行平均差處理和時(shí)間延遲處理，輸出第二處理信號，包括：計(jì)算第一處理信號相鄰行對應(yīng)位置的數(shù)值的平均差，獲得平均差向量；進(jìn)而對所述第一處理信號，以行為單位，以平均差向量的值為參考值，進(jìn)行信號時(shí)間延遲處理，獲得第二處理信號；

在第二處理模塊中，對第二處理信號進(jìn)行累積處理和相位補(bǔ)償處理，輸出第三處理信號，包括：對所述第二處理信號相鄰行對應(yīng)位置的數(shù)值進(jìn)行乘加計(jì)算，獲得累積向量；進(jìn)而對所述累積向量歸一化，獲得歸一化累積向量，進(jìn)而將歸一化累積向量進(jìn)行角度計(jì)算，獲得角度向量；進(jìn)而對所述第二處理信號，以行為單位，以角度向量為參考值，進(jìn)行信號相位補(bǔ)償，獲得第三處理信號。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GPS衛(wèi)星信號的低空目標(biāo)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：所述第三處理模塊對所述第一、第二、……、第n目標(biāo)場景信息重構(gòu)矩陣進(jìn)行分割，獲得主要區(qū)域圖像和次要區(qū)域圖像；進(jìn)而對所述主要區(qū)域圖像和次要區(qū)域圖像進(jìn)行聚合計(jì)算，獲得低空目標(biāo)圖像；進(jìn)而通過對低空目標(biāo)圖像中的目標(biāo)形狀、位置、姿態(tài)進(jìn)行提取，獲得預(yù)警信息。