一种低空超低空目标识别及仰角修正方法技术

本发明专利技术涉及一种低空超低空目标识别及仰角修正方法，属于雷达数据处理领域。本发明专利技术为了克服中远程空基预警雷达探测低空、超低空目标时由于多路径效应导致俯仰测角精度差的问题，利用雷达测距结果和地形数据等信息，进行目标仰角修正的方法。本发明专利技术首先利用高精度地理信息对低空、超低空目标进行识别，然后估计目标离地飞行高度，利用目标距离、目标离地飞行高度(估计值)修正雷达俯仰角度信息，这种方法对于部署在飞机、浮空器以及高山上的雷达，探测中、远距离负仰角下低空、超低空飞行的目标，具有现实意义。具有现实意义。具有现实意义。

【技术实现步骤摘要】
一种低空超低空目标识别及仰角修正方法


[0001]本专利技术属于雷达数据处理领域，具体涉及一种低空超低空目标识别及仰角修正方法。

技术介绍

[0002]在雷达探测领域中，需要对低空、超低空飞行的空中目标进行仰角测量，常见的侧角方法主要包括比幅测角、比相测角、堆积多波束测量以及超分辨测量等。一般中远程探测雷达频段较低，俯仰波束宽度较宽，使用这些测角方式都无法克服和解决多路径对雷达俯仰测角带来的不利影响，严重情况下，可能会由于航迹预测时俯仰偏差过大导致航迹失跟。
[0003]部署在飞机、浮空器以及高山上的雷达，对低空超低空目标进行探测时，目标往往处于负仰角的情况，利用传统方式测量的仰角误差转换到高度维，误差在300至1000米，其误差区间大于目标飞行的高度，甚至造成目标飞行在地表以下的假象。
[0004]本专利技术针对以上传统测角方法失效的情况，提出一种目标仰角修正方法。该方法首先对低空超低空目标进行识别和判断，若判断目标为超低空目标，且目标距离和雷达高度满足一定条件，则可采用该方法。利用航迹滤波和地形修正的结果计算目标平均飞行离地高度，作为目标当前位置的飞行离地高度，通过余弦定理计算目标俯仰角度，并作为修正后的俯仰角度结果。这种方法能够有效提升对低空、超低空目标的俯仰测角精度。

技术实现思路

[0005](一)要解决的技术问题
[0006]本专利技术要解决的技术问题是如何提供一种低空超低空目标识别及仰角修正方法，以解决在俯视角情况下，传统俯仰测角方法失效时，如何提雷达对低空、超低空目标的俯仰测角精度的问题。
[0007](二)技术方案
[0008]为了解决上述技术问题，本专利技术提出一种低空超低空目标识别及仰角修正方法，该方法包括如下步骤：
[0009]S1、获得基本测量信息
[0010]利用雷达检测方式获得一次点迹的方位、仰角、距离测量数据，利用雷达位置信息对一次点迹进行坐标系转换，得到点迹实时位置信息；
[0011]S2、航迹相关
[0012]首先进行航迹相关，如果航迹相关成功，则进入S3；如果航迹相关不成功，则先进行点迹纠偏，然后进行点迹相关，并根据航迹建立准则，进行航迹起批，建立初始目标航迹；航迹相关成功，则进入下一流程；
[0013]S3、失效判断和适用性判断
[0014]目标航迹点数大于预设数量后，逐点对目标测高结果进行失效判断，如果目标测高结果低于地形高程的比例＞第一阈值，则判断目标处于低空、超低空飞行状态，传统测高
方法面临失效的风险；而且进行适应性判断，在目标距离大于0.5倍雷达通视距离的条件下，采用本专利技术的方法计算目标高度；
[0015]S4、目标俯仰角度修正
[0016]如果失效判断成立，且在目标距离大于0.5倍雷达通视距离的条件下，利用航迹滤波结果计算的目标平均飞行离地高度，作为估计的目标当前位置的飞行离地高度，地形高度加估计的目标飞行离地高度为目标高程H1，地球半径加目标高程的长度记为一条边的边长R0+H1，测量的雷达到目标的距离记为另外一条边的边长r，地球球心至雷达位置的长度为第三条边的边长R0+H，并将按照余弦定理计算的角度作为修正后的目标俯仰测角θ；如果失效判断或适用性判断不成立，则将点迹修正至地面，并将按照余弦定理计算的角度作为修正后的目标俯仰测角θ；
[0017]S5、航迹更新
[0018]使用修正后的目标点迹进行航迹滤波及航迹更新，目标点迹包括：目标距离、方位、修正后的目标俯仰测角θ。
[0019](三)有益效果
[0020]本专利技术提出一种低空超低空目标识别及仰角修正方法，本专利技术提出一种对于低空超低空目标的俯仰测角修正方法，可以用于空中雷达或高山雷达对负仰角情况下空中目标的测高。该方法提出两个观点，一是目标测高结果低于地形高程的比例＞30％(阈值示例，可视情调整)判断目标处于低空超低空飞行状态；二是利用航迹平均离地高度作为目标离地高度估计值，利用余弦定理计算当前点迹的俯仰角度作为俯仰角度测量值。这种方法对于预警机、有/无人机载雷达、气球载雷达、高山雷达等具有实用价值。
附图说明
[0021]图1为本专利技术低空超低空目标俯仰测角修正原理示意图；
[0022]图2为低空超低空目标俯仰测角修正流程图。
具体实施方式
[0023]为使本专利技术的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。
[0024]本专利技术涉及一种低空、超低空目标识别及仰角修正方法，属于雷达探测领域。本专利技术为了克服中远程空基预警雷达探测低空、超低空目标时由于多路径效应导致俯仰测角精度差的问题，利用雷达测距结果和地形数据等信息，进行目标仰角修正的方法。因为预警雷达对地下视探测，对于低空、超低空突防类目标，在强杂波背景下进行目标检测，由于主波束打地，多路径影响严重，导致雷达俯仰测角精度较差，俯仰波束越宽的雷达，俯仰测角精度越差。由于俯仰测角精度不足导致跟踪预测与目标实际仰角失配，严重的情况下会导致目标断航失跟；在预警探测雷达与火力单元交班过程中，俯仰测角精度差也会增加火控雷达(光电设备)对目标的捕获时间，影响交接时间和交接成功率，对防空武器系统拦截产生不利因素。对于本专利技术首先利用高精度地理信息对低空、超低空目标进行识别，然后通过最小二乘法估计目标离地飞行高度，利用目标距离、目标离地飞行高度(估计值)修正雷达俯仰角度信息，这种方法对于部署在飞机、浮空器以及高山上的雷达，探测中、远距离负仰角
下低空、超低空飞行的目标，具有现实意义。
[0025]本专利技术的基本流程如图2所示，包括5个基本步骤，即获得基本测量信息、航迹相关、失效判断、目标俯仰角度修正、航迹更新。
[0026]S1、获得基本测量信息
[0027]利用雷达常规检测方式获得一次点迹的方位、仰角、距离测量数据，利用雷达位置信息对一次点迹进行坐标系转换，得到点迹实时位置(经纬高)信息；其中，对于静平台，雷达位置信息通过预先装订获取，对于动平台，利用雷达实时获得的数据得到雷达位置信息。
[0028]S2、航迹相关
[0029]首先进行航迹相关，如果航迹相关成功，则进入S3；如果航迹相关不成功，则先进行点迹纠偏，然后进行点迹相关，并根据航迹建立准则，进行航迹起批，建立初始目标航迹；航迹相关成功，则进入下一流程；
[0030]S3、失效判断和适用性判断
[0031]目标航迹点数大于预设数量(预设数量为10点)后，逐点对目标测高结果进行失效判断，如果目标测高结果低于地形高程的比例＞第一阈值(第一阈值为30％，阈值示例，可视情调整)，则判断目标处于低空、超低空飞行状态，传统测高方法面临失效的风险，而且进行适应性判断，在目标距离大于0.5倍雷达通视距离(如果雷达威力无限大，对相对地面零高度目标的最大探测距离)的条件下，采用本专利技术的方法计算目标高度。
[0032]S4、目标俯仰角度修正
[0033]如果失效判断成立，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低空超低空目标识别及仰角修正方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：S1、获得基本测量信息利用雷达检测方式获得一次点迹的方位、仰角、距离测量数据，利用雷达位置信息对一次点迹进行坐标系转换，得到点迹实时位置信息；S2、航迹相关首先进行航迹相关，如果航迹相关成功，则进入S3；如果航迹相关不成功，则先进行点迹纠偏，然后进行点迹相关，并根据航迹建立准则，进行航迹起批，建立初始目标航迹；航迹相关成功，则进入下一流程；S3、失效判断和适用性判断目标航迹点数大于预设数量后，逐点对目标测高结果进行失效判断，如果目标测高结果低于地形高程的比例＞第一阈值，则判断目标处于低空、超低空飞行状态，传统测高方法面临失效的风险；而且进行适应性判断，在目标距离大于0.5倍雷达通视距离的条件下，采用本发明的方法计算目标高度；S4、目标俯仰角度修正如果失效判断成立，且在目标距离大于0.5倍雷达通视距离的条件下，利用航迹滤波结果计算的目标平均飞行离地高度，作为估计的目标当前位置的飞行离地高度，地形高度加估计的目标飞行离地高度为目标高程H1，地球半径加目标高程的长度记为一条边的边长R0+H1，测量的雷达到目标的距离记为另外一条边的边长r，地球球心至雷达位置的长度为第三条边的边长R0+H，并将按照余弦定理计算的角度作为修正后的目标俯仰测角θ；如果失效判断或适用性判断不成立，则将点迹修正至地面，并将按照余弦定理计算的角度作为修正后的目标俯仰测角θ；S5、航迹更新使用修正后的目标点迹进行航迹滤波及航迹更新，目标点迹包括：目标距离、方位、修正后的目标俯仰测角θ。2.如权利要求1所述的低空超低空目标识别及仰角修正方法，其特征在于，所述步骤S1中，对于静平台，雷达位置信息通过预先装订获取，对于动平台，利用雷达实时获得的导航数据得到雷达位置信息。3.如权利要求1所述的低空超低空目标识别及仰角修正方法，其特征在于，所述步骤S3中，预设数量为10点。4.如权利要求1所述的低空超低空目标识别及仰角修正方法，其特征在于，所述步骤S3中，第一阈值为30％。5.如权利要求1
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4任一项所述的低空超低空目标识别及仰角修正方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：S11、利用雷达检测方式获得一次点迹的方位、仰角、距离测量数据，S12、利用雷达预先装订或实时获得的数据得到雷达位置信息，并对一次点迹进行坐标系转换，得到点迹实时位置信息，点...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建辉，高青松，张立东，李静，夏冬玉，贾军帅，敬东，方维华，代琨，周文，
申请(专利权)人：中国人民解放军九三二零九部队，
类型：发明
国别省市：