[發(fā)明專利]一種分布式雷達(dá)對空間機動目標(biāo)的探測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111133487.7
• 申請日: 2021-09-27
• 公開（公告）號: CN114063058A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 齊巍;張卓;陳思;姚惠生;焦?jié)衫?/a>;趙迪
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍63921部隊;中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院
• 主分類號: G01S13/72
• 分類號: G01S13/72;G01S13/89
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 田亞琪

本發(fā)明公開了一種分布式雷達(dá)對空間機動目標(biāo)的探測方法，在遠(yuǎn)距離情況下采取探測?跟蹤工作模式，對目標(biāo)進行探測及連續(xù)跟蹤，為目標(biāo)特性測量提供引導(dǎo)信息；在近距離情況下采取探測?三維成像?跟蹤工作模式，對目標(biāo)的探測、跟蹤的同時，進行目標(biāo)瞬時三維成像，實現(xiàn)目標(biāo)特性測量；本發(fā)明方法構(gòu)建了全新的分布式陣列雷達(dá)系統(tǒng)架構(gòu)，獲得與超大功率孔徑積的雷達(dá)系統(tǒng)相同或更優(yōu)的性能，具有探測、跟蹤、成像和識別一體化應(yīng)用模式。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于空間目標(biāo)探測的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種分布式雷達(dá)對空間機動目標(biāo)的探測方法。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代航天科技水平的日益提升，以航天飛船、空間返回航天器、小衛(wèi)星群等為代表的空間機動航天器對于當(dāng)前空間目標(biāo)測量和感知系統(tǒng)帶來巨大挑戰(zhàn)：一方面，現(xiàn)有技術(shù)體制很難包括對高速機動目標(biāo)的探測和穩(wěn)定跟蹤；另一方面，現(xiàn)有觀測設(shè)備不具備快速成像能力，無法實現(xiàn)目標(biāo)特性的動態(tài)測量。其本質(zhì)原因是，傳統(tǒng)雷達(dá)裝備工作模式多是基于連續(xù)脈沖積累的時間采樣，而高速機動目標(biāo)對時間極為敏感，具有大動態(tài)、快起伏等特點，導(dǎo)致現(xiàn)有體制難以快速獲取目標(biāo)測量信息。為此，迫切需要突破現(xiàn)有技術(shù)的局限性，創(chuàng)新發(fā)展具有連續(xù)探測跟蹤和瞬時成像能力的非時敏雷達(dá)體制，提升空間目標(biāo)感知與特性測量能力。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種分布式雷達(dá)對空間機動目標(biāo)的探測方法，能夠解決空間機動目標(biāo)感知探測的技術(shù)問題。

實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種分布式雷達(dá)對空間機動目標(biāo)的探測方法，在遠(yuǎn)距離情況下采取探測-跟蹤工作模式，對目標(biāo)進行探測及連續(xù)跟蹤，為目標(biāo)特性測量提供引導(dǎo)信息；在近距離情況下采取探測-三維成像-跟蹤工作模式，對目標(biāo)的探測、跟蹤的同時，進行目標(biāo)瞬時三維成像，實現(xiàn)目標(biāo)特性測量。

進一步地，目標(biāo)距離大于500km時為遠(yuǎn)距離情況，采取探測-跟蹤工作模式；目標(biāo)距離不超過500km時為近距離情況，采用探測-三維成像-跟蹤工作模式。

進一步地，探測-跟蹤工作模式包括：

利用分布式陣列雷達(dá)系統(tǒng)通過陣元間的相干積累提高處理增益，實現(xiàn)低信噪比條件下的目標(biāo)檢測；

基于分布式全寬帶測量方法獲取目標(biāo)的距離、角度、速度信息，實現(xiàn)目標(biāo)的探測與跟蹤。

進一步地，探測-三維成像-跟蹤工作模式包括：

利用脈沖壓縮方法獲得目標(biāo)的一維距離像；

利用MIMO雷達(dá)結(jié)合壓縮感知超分辨成像方法實現(xiàn)三維超分辨成像，結(jié)合目標(biāo)一維距離像可獲取目標(biāo)三維圖像；

獲取目標(biāo)三維點云之后，對點云進行邊緣檢測、特征提取處理，獲取目標(biāo)的尺寸、幾何結(jié)構(gòu)特征；

利用目標(biāo)特性測量信息，結(jié)合目標(biāo)軌道、陣列位置信息，進而實現(xiàn)目標(biāo)姿態(tài)測量；

利用圖像序列深度處理，從圖像域?qū)崿F(xiàn)目標(biāo)的航跡關(guān)聯(lián)和連續(xù)跟蹤。

進一步地，分布式雷達(dá)的三維分辨率表達(dá)式為：

其中，ρ_X、ρ_Y、ρ_Z分別表示方位向、俯仰向、距離向的分辨率，κ_X、κ_Y分別表示方位向、俯仰向的超分辨倍數(shù)，L_X、L_Y分別表示方位向、俯仰向的基線長度，B表示雷達(dá)信號帶寬，C表示光速，R_max表示雷達(dá)作用距離，λ_c表示雷達(dá)信號載波波長。

有益效果：

1、本發(fā)明的分布式雷達(dá)對空間機動目標(biāo)的探測方法，構(gòu)建了全新的分布式陣列雷達(dá)系統(tǒng)架構(gòu)，獲得與超大功率孔徑積的雷達(dá)系統(tǒng)相同或更優(yōu)的性能，具有探測、跟蹤、成像和識別一體化應(yīng)用模式。