申请/专利权人：中国人民解放军国防科技大学

申请日：2022-04-22

公开（公告）日：2024-06-25

公开（公告）号：CN115015863B

主分类号：G01S7/41

分类号：G01S7/41

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.25#授权;2022.09.23#实质审查的生效;2022.09.06#公开

摘要：本发明公开一种基于前向散射雷达网的匀速运动目标参数估计方法：步骤1、定义坐标系；步骤2、确定雷达发射站和接收站位置以及相邻基线之间的夹角；步骤3、确定相邻基线构成的坐标系；步骤4、利用穿越时差和多普勒率在各坐标系下估计运动参数；步骤5、利用步骤4所获得的估计值及接收站站址信息，得到目标穿越每条基线的位置坐标；步骤6、计算得到目标在指定坐标系下的速度分量。本发明可以应用于前向散射雷达网的目标探测中；可以实现前向散射雷达网中目标匀速运动参数的连续估计；所用到的前向散射网络最小构型为一发三收或三发一收，相比于两发两收，易于实际部署应用；可以推广到地面、海面、空中等不同平台前向散射雷达网。

主权项：1.一种基于前向散射雷达网的匀速运动目标参数估计方法，其特征在于：该方法步骤如下：步骤1、定义坐标系；假定目标作匀速直线运动，该目标连续穿越多条接收站与发射站形成的基线，按穿越顺序为相应的发射站和接收站从小到大进行编号，将目标穿越的第一条基线对应的接收站设为Rx1，并作为原点O，以Tx1-Rx1所在的直线为y轴，与该直线垂直的线为x轴，建立平面内的笛卡尔坐标系；步骤2、确定雷达发射站和接收站位置以及相邻基线之间的夹角；步骤3、确定相邻基线构成的坐标系；步骤4、利用穿越时差和多普勒率在各坐标系下估计运动参数；通过对接收信号进行处理获得多普勒变化率及穿越两条基线的时间间隔的估计值，进一步得到目标与基线交叉点到接收站的距离估计值、及在步骤3所述坐标系中目标x方向速度分量估计值；步骤5、利用步骤4所获得的估计值及接收站站址信息，得到目标穿越每条基线的位置坐标；步骤6、计算得到目标在指定坐标系下的速度分量；利用步骤5中得到的目标穿越相邻两条基线的位置坐标与穿越时差，求得目标速度；再利用步骤4中获得的x方向速度分量估计值，计算出指定坐标系下的目标y方向速度分量；所述步骤4的具体过程如下：在前向散射雷达中，当目标靠近基线，即双基地角接近180°时，目标对直达波产生比较大的扰动，通过部署两部分开放置的接收机，对它们接收到的信号进行互相关操作，获得目标穿越两基线的时间差；在对接收信号短时傅里叶变换的基础上利用拉东变换估计多普勒变化率；通过以上操作，获得多普勒变化率和及穿越两条基线的时间间隔Δt1和Δt2的估计值，从而建立以下方程组： 其中，λ为信号波长，与分别为目标与基线交叉点到接收站Rx1和Rx2的距离估计值，与分别为坐标系x1O1y1和x2O2y2中目标x方向速度分量估计值；所述步骤5的具体过程如下：在x1O1y1平面内，目标与基线Tx-Rx1的交点坐标为与基线Tx-Rx2的交点坐标根据和基线Tx-Rx2方向向量求解： 其中，α为基线方向向量与x轴夹角，表示为β为基线方向向量与y轴夹角，表示为xT,yT为发射站坐标，xRx2,yRx2为接收站Rx2的坐标；所述步骤6的具体过程如下：目标速度v满足以下方程 由于穿越时差表达式认为基线夹角很小，即δ1→0，因此此时目标速度v的估计误差较大；利用目标轨迹与L1和L2交叉点估计值与来估计目标速度，即 xmOmym平面内y方向上速度的估计值为 依此类推，得到目标穿越多条基线时的交叉点位置xm,ym和速度vxm,vym，从而实现连续的运动目标位置和速度估计。

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