[發(fā)明專利]一種基于混合傳播高頻地波雷達的飛機目標高度估計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011054301.4
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112162277B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發(fā)明（設計）人: 楊強;張佳智;鑒福升;王永軍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: G01S13/88
• 分類號: G01S13/88;G01S7/41;G01C5/00
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

1.一種基于混合傳播高頻地波雷達的飛機目標高度估計方法，其特征在于：所述估計方法包括以下步驟：

步驟一：對高頻地波雷達的回波信號進行距離、多普勒及數字波束形成處理，數據的距離維度為R，數據的速度維度為D，數據的角度維度為A，得到距離-速度-角度三維數據塊{data}，其維度為R×D×A；

步驟二：在高頻地波雷達的回波信號中，獲得飛機目標的地波路徑回波信息，對距離-速度-角度三維數據塊{data}進行目標檢測處理，得到飛機目標回波信息為其中n為經過目標檢測后得到的第n個飛機目標，n＝1,...,N，代表在這一批數據中共檢測出N個飛機目標，k為觀測數據批次，為第n個飛機目標第k次觀測的距離信息集合，為第n個飛機目標第k次觀測的多普勒信息集合，為第n個飛機目標第k次觀測的角度信息集合，為第n個飛機目標第k次觀測的幅度信息集合；

步驟三：利用混合傳播高頻地波雷達傳播模型，對回波目標集合進行匹配處理，獲得與飛機目標i的地波路徑回波信息匹配的同一飛機目標的天波路徑回波信息，在飛機目標回波信息集合中，選定某一飛機目標i，其回波信息為而在所有飛機目標回波信息集合中，排除選定飛機目標i后的其他目標回波信息集合表示為

利用混合傳播高頻地波雷達傳播模型，對點集和集合中的目標信息進行匹配，找到在混合傳播模式下，飛機目標i的天波路徑距離信息其方法如下：

首先，進行距離匹配，在集合中，排除不滿足距離匹配關系準則的飛機目標回波信息點集，記為距離匹配飛機目標回波信息集合m₁∈m，距離匹配關系準則由下式表示：

其中，h為觀測海域上空發(fā)射頻率對應的電離層反射的虛高，R₀為地球半徑，Δr為距離匹配判定門限，

然后，進行速度匹配，在集合中，進一步排除不滿足速度匹配關系準則的飛機目標回波信息點集，記為距離-速度匹配飛機目標回波信息集合m₂∈m₁，速度匹配關系準則由下式表示：

其中，是天波路徑回波信號的入射角，Δv為速度匹配判定門限，

接著，進行角度匹配，在集合中，進一步排除不滿足角度匹配關系準則的飛機目標回波信息點集，記為距離-速度-角度匹配飛機目標回波信息集合m₃∈m₂，角度匹配關系準則由下式表示：

其中，Δθ為角度匹配判定門限，

最后，進行幅度匹配，在集合中，進一步排除不滿足幅度匹配關系準則的飛機目標回波信息點集，最終得到與飛機目標i的地波路徑回波信息匹配的同一飛機目標i的天波路徑回波信息點集j∈m₃，幅度匹配關系準則由下式表示：

其中，Δa為幅度匹配判定門限，

由此，得到飛機目標i對應的地波路徑回波信息點集和天波路徑信息點集

步驟四：利用匹配得到的同一飛機目標的兩條傳播路徑回波信息，通過混合傳播模式傳播模型，計算得到對應的該飛機目標i的飛行高度信息的估計值

當考慮平面直角坐標系模型，忽略地球曲率半徑影響的條件下，參照圖2所示的平面直角坐標系模型的示意圖，飛機目標i的飛行高度信息的估計值可以由下列方程計算得到：

解得，

當考慮地球曲面坐標系模型，目標在視距范圍內的條件下，參照圖3所示的地球曲面坐標系模型的示意圖，飛機目標i的飛行高度信息的估計值可以由下列方程計算得到：

解得，

其中，系數項R₁由下列一元五次方程求解得到，

最后對飛機目標i的飛行高度信息的k次估計結果取平均值，得到該飛機目標i的高度估計值