The method of detecting maneuvering targets at sea by using HF ground wave radar includes acquiring echo data with target information by using HF ground wave radar, pre-detecting the echo data, preliminarily determining the velocity and position range of maneuvering targets, estimating the acceleration range of maneuvering targets, and using different acceleration to reduce step by step. The maneuvering target is compensated by means of CA CFAR detection, and the maneuvering target information in the echo data is determined. By analyzing the model of maneuvering target in HF ground wave radar, the theoretical acceleration compensation formula is deduced. The actual speed of target is comprehensively considered. The problem of maneuvering target detection at sea is solved by combining the improved multi-channel compensation method. The engineering calculation is less and the acceleration of maneuvering target is improved. The problem of spectrum broadening and energy dispersion makes the target energy re-aggregate, so as to solve the problem of maneuvering target detection in HF ground wave radar.
【技术实现步骤摘要】
利用高频地波雷达检测海上机动目标的方法
本专利技术涉及一种海上机动目标的检测方法,具体涉及一种利用高频地波雷达检测包括船只在内的海上机动目标的方法。
技术介绍
对于利用FMICW波形的地波雷达,当观测区域内有运动目标出现时,回波信号中将会出现多普勒频移,将回波信号与本振信号混频后取出差频信号后经过低通滤波变换到中频,对低通滤波后的信号进行距离变换,然后进行若干周期的相干积累后进行多普勒变换,从而获得含有目标特征的距离-多普勒二维谱,信号检测就在这样的谱域进行。而高频地波雷达对目标的检测能力极大程度上依赖于多普勒分辨力的提高,由于多普勒分辨力的提高也依赖于相干积累周期数的增加。因此,相干积累在高频地波雷达的信号处理中极为重要。目前,国内外已发展了一些高频地波雷达目标检测方法。由于高频地波雷达系统可以对海面上移动的船目标实现检测和跟踪,对海洋环境起到检测作用,所以在相关领域得到了广泛的应用。目前常用的检测技术有恒虚警检测、极化检测和TBD检测(TrackBeforeDetect)等。高频雷达中为保证脉冲积累的相干性,要求目标在积累周期内的径向运动为匀速运动。但是对于海上的船只,不可能总是处于匀速航行运动状态,每当船只目标出现加速或者减速情况,即目标的径向速度在不断变化,存在径向加速度,若对雷达回波信号进行积累,往往会由于多普勒展宽和能量损失引起目标信噪比降低,导致检测率降低,甚至出现目标漏检。针对机动目标回波在多普勒谱上呈现出的谱峰展宽、能量展宽的情况,Frazer等人利用了Wigner-Ville分布估计出弹道导弹目标的瞬时多普勒变化规律,解决了由于目标存在 ...
【技术保护点】
1.利用高频地波雷达检测海上机动目标的方法,包括:步骤0:利用高频地波雷达向海面发射高频电磁波,并获取带有目标信息的雷达回波数据;其特征在于还包括以下步骤:步骤1:对高频地波雷达回波数据进行预检测,检测和识别面区域机动目标,初步确定机动目标的速度和位置区间;步骤2:参数估计:因为机动目标加速度的存在会造成频谱展宽,所以对机动目标开始CA‑CFAR检测之前要先进行补偿,首先估计加速度补偿范围[‑amax,amax];步骤3:对含有机动目标的时域数据进行补偿,即选取不同的补偿步长Δa,利用不同的加速度采用逐级缩减方式对机动目标进行补偿;步骤4:对步骤3中补偿后的含有机动目标的数据做傅里叶变换,并绘制频谱图;步骤5,选取步骤4频谱图中能量最为集中的通道,做恒虚警检测,即CA‑CFAR检测,从而确定哪些距离单元格存在机动目标;上述步骤1中,识别面区域机动目标是:当目标展宽大于四个多普勒单元格,即判断其为机动目标,选取符合该条件的机动目标等待下一步处理;上述步骤2中,估计加速度补偿范围是:发射脉冲的扫频周期为T、雷达波长为λ时,则回波的采样频率为fs=1/T,雷达能检测到的最大径向速度为vmax ...
【技术特征摘要】
1.利用高频地波雷达检测海上机动目标的方法,包括:步骤0:利用高频地波雷达向海面发射高频电磁波,并获取带有目标信息的雷达回波数据;其特征在于还包括以下步骤:步骤1:对高频地波雷达回波数据进行预检测,检测和识别面区域机动目标,初步确定机动目标的速度和位置区间;步骤2:参数估计:因为机动目标加速度的存在会造成频谱展宽,所以对机动目标开始CA-CFAR检测之前要先进行补偿,首先估计加速度补偿范围[-amax,amax];步骤3:对含有机动目标的时域数据进行补偿,即选取不同的补偿步长Δa,利用不同的加速度采用逐级缩减方式对机动目标进行补偿;步骤4:对步骤3中补偿后的含有机动目标的数据做傅里叶变换,并绘制频谱图;步骤5,选取步骤4频谱图中能量最为集中的通道,做恒虚警检测,即CA-CFAR检测,从而确定哪些距离单元格存在机动目标;上述步骤1中,识别面区域机动目标是:当目标展宽大于四个多普勒单元格,即判断其为机动目标,选取符合该条件的机动目标等待下一步处理;上述步骤2中,估计加速度补偿范围是:发射脉冲的扫频周期为T、雷达波长为λ时,则回波的采样频率为fs=1/T,雷达能检测到的最大径向速度为vmax=1/4fsλ;设机动目标的加速度为a,径向加速度的范围选取应考虑相干积累时间和最大径向速度的限制,其...
【专利技术属性】
技术研发人员:纪永刚,叶佳辰,王祎鸣,
申请(专利权)人:国家海洋局第一海洋研究所,
类型:发明
国别省市:山东,37
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