[發明專利]全空域多波束協同的目標搜索方法

有效

• 申請號: 201810637305.1
• 申請日: 2018-06-20
• 公開（公告）號: CN108828511B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 王娜;謝偉;曾富華;熊沛;楊健;余湋
• 申請（專利權）人: 西南電子技術研究所（中國電子科技集團公司第十研究所）
• 主分類號: G01S5/02
• 分類號: G01S5/02;H04B7/185
• 代理公司: 成飛(集團)公司專利中心 51121
• 代理人: 郭純武

本發明公開的一種全空域多波束協同的目標搜索方法，旨在提供一種能夠全空域有效覆蓋，全空域快速搜索的方法。本發明通過下述技術方案予以實現：在搜索階段中，目標搜索模塊控制天線產生的接收波束，協同完成初始化目標搜索，進入低仰角監視階段目標搜索模塊控制測控通信系統的多波束資源，對低仰角區域進行分區協同搜索，將發現目標的信息參數送入新目標判斷模塊；新目標判斷模塊根據目標搜索模塊送入的目標信息參數，與動態目標庫模塊中現有的目標信息進行匹配比對，若匹配失敗，則將目標搜索模塊送入的目標信息送入波束跟蹤模塊，控制測控通信系統對新入目標進行跟蹤，并依據跟蹤目標獲得的目標信息，實時更新目標在動態目標庫模塊中的目標信息參數。

技術領域

本發明涉及一種主要用于航天測控通信領域，能夠在態勢感知領域得到應用的全空域多波束協同搜索方法。

背景技術

針對日益發展的多星同時測控需求，本發明給出了一種用于全空域多波束同時測控的陣列天線目標搜索技術。數字多波束天線接收是指測控通信系統依據波束指向信息，選擇激活陣元并控制其復權值進行波束形成，完成在預定方向的信號接收，而未參與波束形成的區域，則關閉通道。多個波束信號在不同激活陣元和復權值的控制下，形成產生指向不同方向的合成信號。如果采用平面陣列天線，其波束隨著掃描角度的降低會出現有效孔徑減小，導致波束形成信號在低仰角處的性能下降問題，表現為波束變寬、增益下降，無法實現全空域覆蓋。與此同時，基于非數字多波束天線的測控通信系統需要多個基站才能實現全空域的有效覆蓋，而多站設備和基建造價較高，需多人值守，不宜實現自動化。為適應全空域導航星座的管理需求，全空域測控系統須使用覆蓋全空域的共形天線，同時產生多個波束通過對下行信號進行檢測實現全空域范圍內對衛星進行有效搜索與判定。

為保證大規模在軌航天器的綜合測控業務需求，天地一體化測控體制必然是未來航天系統綜合測控網的發展趨勢。在地面測控網方面，基于共形陣列天線和數字多波束形成技術的單站式地面測控系統具備同時全空域多目標航天器的測控及運管能力，是日后地面測控網建立的主流發展方向。全空域多目標測控天線可以實現天線波束方向的快速切換與穩定跟蹤，結合測控中心下傳的控制指令實現單站的多目標測控業務。

隨著軌衛星數量的急劇增多，未來天地一體化網絡靈活運行需求越來越多。為了減輕測控中心及各測控站的人力、物力的運營管理成本，多目標測控通信系統需要具備可見航天器的自主隨遇接入功能，并在此基礎上建立以測控中心為中心節點的地基綜合測控通信網。隨遇接入測控通信系統首先要解決合理調用多波束資源，同時對全空域范圍內多目標搜索的技術難題。如何利用多波束協同搜索，實現全空域范圍內高實時性有效覆蓋，是空天飛行器隨遇接入的重要研究方向，目前在國內外均無相關研究。

發明內容

本發明的目的是針對未來天地一體化網絡靈活運行需求，提供一種能夠全空域有效覆蓋，全空域快速搜索，并能在節省波束資源的條件下，實現對可視范圍內新入目標的快速捕獲的全空域多波束協同的目標搜索方法。

本發明的上述目的可以通過以下措施來達到，一種全空域多波束協同目標搜索方法，其特征在于包括如下步驟：測控通信系統采用目標搜索模塊、波束跟蹤模塊、新目標判斷模塊和動態目標庫模塊協同輔助完成全空域無模糊搜索與監視的全空域多波束協同搜索系統，并將全空域多波束協同的目標搜索分為全空域初始化目標搜索和低俯仰角監視兩個階段；全空域初始化搜索階段，目標搜索模塊控制測控通信系統的多波束天線產生多個接收波束，并利用產生的多波束協同完成覆蓋全空域的初始化目標搜索，然后進入低仰角監視階段，目標搜索模塊控制測控通信系統的多波束資源，在全方位向范圍對低仰角區域進行分區協同搜索向循環掃描，將發現目標的信息參數送入新目標判斷模塊；新目標判斷模塊根據目標搜索模塊送入的目標信息參數，與動態目標庫模塊中現有的目標信息進行匹配比對，若匹配失敗，則將目標搜索模塊送入的目標信息送入波束跟蹤模塊；波束跟蹤模塊根據接收到的目標信息，控制測控通信系統對新入目標進行跟蹤，并依據跟蹤目標獲得的目標信息，實時更新目標在動態目標庫模塊中的目標信息參數。

本發明相比于現有技術具有以下有益效果：