[發明專利]星載GNSS-S雷達的目標檢測方法

有效

• 申請號: 202210161907.0
• 申請日: 2022-02-22
• 公開（公告）號: CN114488132B
• 公開（公告）日: 2023-01-20
• 發明（設計）人: 張瑤;夏正歡;趙志龍;張濤;高文寧;劉新;張闖;易春宏;梁銀川;金世超
• 申請（專利權）人: 北京衛星信息工程研究所
• 主分類號: G01S13/88
• 分類號: G01S13/88;G01S19/14;G01S19/37
• 代理公司: 北京謹誠君睿知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11538
• 代理人: 延慧

本發明涉及一種星載GNSS?S雷達的目標檢測方法，包括：將GNSS?S雷達搭載在低軌衛星上，接收GNSS導航衛星的目標后向散射信號，對目標進行探測；構建星載GNSS?S雙站雷達的運動目標回波模型；采用基于并行遺傳算法的長時間相參積累處理方法，快速搜索目標的相對運動參數，并對目標后向散射信號進行長時間相參積累；根據目標后向散射信號的長時間積累結果，解算目標的位置及運動參數；采用卡爾曼濾波技術，剔除虛假目標，實現對目標的長時間跟蹤。本發明可實現多目標、復雜運動目標極弱信號的精確、快速檢測。

技術領域

本發明涉及星載雷達目標探測技術領域，尤其涉及一種利用星載GNSS-S雷達的艦船目標長時間相參處理方法實現的星載GNSS-S雷達的目標檢測方法。

背景技術

全球導航衛星系統(Global Navigation Satellite System，GNSS)的全球覆蓋特性，可為大范圍海面目標的長時間穩定觀測提供可靠信號來源，以其作為輻射源構成的雷達系統在海面大范圍監測方向具有應用潛力。星載GNSS散射信號探測(Global NavigationSatellite System–Scatter，GNSS-S)雷達通過在低軌星座搭載雷達接收機，接收導航衛星信號的艦船目標散射信號，可以實現對全球范圍的海面艦船目標近實時監測。相比于傳統光學探測技術，星載GNSS-S雷達具有全天時、全天候的探測優勢；相比于傳統雷達探測技術，星載GNSS-S雷達具有成本低、高隱蔽、抗干擾能力強等優勢。

由于傳播距離遠，GNSS信號在地面功率密度極低，約為-135dBW/m²,再經過艦船目標散射到達雷達接收機的信號非常弱，遠遠小于噪聲的功率水平，這給星載GNSS-S雷達的艦船目標探測造成困難。現有技術雖然在星載GNSS-S雷達的艦船目標探測方面有一定研究，但是受限于目標的運動復雜度。

發明內容

為克服上述現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種星載GNSS-S雷達的目標檢測方法。

為實現上述發明目的，本發明的技術方案是：

本發明提供一種星載GNSS-S雷達的目標檢測方法，通過在低軌衛星上搭載GNSS-S雷達接收機，接收GNSS導航衛星的艦船目標散射信號，該散射信號的信雜噪比(SCNR)極低，采用長時間相參積累技術可以提升目標散射信號的SCNR，實現艦船目標的可靠檢測。GNSS具備全天時、全天候的全球覆蓋優勢，為艦船目標觀測提供長時間連續照射條件；利用低軌GNSS-S雷達相控陣天線波束形成技術，實現對同一海面區域的長時間凝視。建立星載GNSS-S雙站雷達的運動目標回波模型，采用并行遺傳算法的長時間相參積累處理方法，快速搜索艦船目標的精確相對運動參數，補償相對高速運動引起的跨距離單元與跨多普勒單元走動，進而實現星載GNSS-S雙站雷達的運動艦船目標極弱信號的長時間相參積累，提升艦船目標的SCNR。與傳統的長時間相參積累處理方法相比，該方法可用于多目標、復雜運動目標場景，且具有時效性高、積累性能好的優勢。

有益效果：

根據本發明的方案，通過構建星載GNSS-S雙站雷達的運動目標回波模型，在此模型基礎上，利用基于并行遺傳算法的長時間相參積累處理技術獲取目標的相對運動參數，并結合已知的導航衛星及GNSS-S雷達的運動信息，解算獲得運動目標的精確動態位置信息及運動參數。采用基于并行遺傳算法的長時間相參積累技術，可以快速搜索目標的相對運動參數，補償高速相對運動引起的跨距離單元及跨多普勒單元走動，實現極弱目標信號的長時間相參積累，適用于多目標、復雜運動形式的場景。同時，多處理核并行處理方法的使用使該技術具有高計算效率及高積累性能，具備幾十秒量級的長時間相參處理能力，適合處理極弱目標信號。

附圖說明

圖1示意性表示本發明實施例提供的一種星載GNSS-S雷達的目標檢測方法流程圖；

圖2示意性表示本發明實施例提供的一種星載GNSS-S雷達的目標檢測方法中星載GNSS-S雷達系統的結構圖；