一种非搜索高速机动辐射源目标定位参数估计方法技术

本发明专利技术公开了一种非搜索高速机动辐射源目标定位参数估计方法，该方法包括：利用两路接收机采集目标辐射源信号得到第一接收信号和第二接收信号；对第一接收信号和第二接收信号进行处理得到第一分段信号和第二分段信号；对第一分段信号和第二分段信号进行混合积变换得到混合积变换信号；对混合积变换信号进行处理得到优化混合积变换信号；对优化混合积变换信号进行处理得到去耦合信号；对去耦合信号进行处理得到去徙动信号；对去徙动信号进行处理得到距离差和折叠因子；对折叠因子进行处理得到补偿函数；利用补偿函数对所述去耦合信号进行处理，得到距离差变化率估计结果

【技术实现步骤摘要】
一种非搜索高速机动辐射源目标定位参数估计方法


[0001]本专利技术涉及无源定位中的信号参数估计
，尤其涉及一种非搜索高速机动辐射源目标定位参数估计方法
。

技术介绍

[0002]现如今，随着各国利益的不断拓展，武器装备实力的不断增强，经常对别国领土进行军事侦察
。
针对这种情况，实现对空间目标的稳健探测
、
定位与打击，保护领土安全，提高我国的空天防御能力至关重要
。
然而，近年来反辐射武器日益发展，以雷达为代表的有源探测手段应用严重受限，由于无源定位系统良好的隐蔽性，宽阔的侦察范围，较强的抗干扰能力，在军事和民用领域受到广泛关注
。
[0003]针对上述空间目标，例如战斗机
、
预警机，移动速度快，机动性强，观测站接受信号之间展现高动态特性，具体表现在接收信号包络和相位时变，发生严重的距离
、
多普勒线性徙动甚至弯曲现象
。
如果依然使用传统静态定位参数提取方式，将严重影响系统探测性能，最终导致定位失败
。
[0004]为解决上述问题，基于极大似然的三维暴力搜索是最直接的解决方法，抗噪性强，原理简单，但是高维搜索导致计算复杂度高，不易于工程实现
。
后来有学者采用二阶模糊函数
(Second
‑
order Ambiguity Function and CAF
，
SAF
‑
CAF)
提取定位参数
。
此算法虽然能够有效补偿多普勒徙动，但忽略了由目标高速移动引起的一
、
二阶距离徙动，估计性能不佳
。
近期，国内研究团队提出了基于时域翻转变换和二阶
Keystone
变换的联合距离差
(Range Difference
，
RD)、
距离差变化率
(Range Difference Rate
，
RDR)
和二阶距离差变化率
(Second
‑
order Range Difference Rate
，
SRDR)
估计方法
。
该方法能够有效去除各类型距离和多普勒徙动，且将极大似然的一个三维搜索替换为三个一维搜素，大幅降低计算复杂度，但时域翻转操作导致信噪比损失严重，算法抗噪性有待提高
。
因此，如何能够能在合理运算复杂度量级内进一步提升参数估计精度，减少信噪比损失，实现高速机动辐射源目标
RD、RDR
和
SRDR
的高精度联合估计，是急需解决的问题
。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种非搜索高速机动辐射源目标定位参数估计方法，首先根据接收信号类型进行分段处理；而后经混合积处理，利用
KT
变换消除距离徙动；接着利用
SFT
估计出距离差；最后利用距离差估计结果构建补偿函数，借助
LVD
变换估计出距离差变化率和二阶距离差变化率
。
本专利技术抗噪声性能优良，无需任何搜索过程，且不存在多普勒模糊度问题，大大节省了计算成本；仿真结果表明，该专利技术在计算量合理的前提下，极大地提高了估计性能
。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术实施例公开了一种非搜索高速机动辐射源目标定位参数估计方法，所述方法包括：
[0007]S1
，利用两路接收机采集目标辐射源信号，得到第一接收信号
r1(t)
和第二接收信
号
r2(t)
，
t
为快时间；
[0008]S2
，对所述第一接收信号
r1(t)
和第二接收信号
r2(t)
进行处理，得到第一分段信号
r1(t,t
m
)
和第二分段信号
r2(t,t
m
)
，
t
m
为慢时间；
[0009]S3
，对所述第一分段信号
r1(t,t
m
)
和第二分段信号
r2(t,t
m
)
进行混合积变换，得到混合积变换信号
S1(f,t
m
)
，
f
表示与快时间
t
相对应的频率；
[0010]S4
，对所述混合积变换信号
S1(f,t
m
)
进行处理，得到优化混合积变换信号
S
′1(f,t
m
)
；
[0011]S5
，对所述优化混合积变换信号
S
′1(f,t
m
)
进行处理，得到去耦合信号
S
KT
(f,t
n
)
，
t
n
＝
t
m
(f
c
+f)/f
c
，
f
c
为信号载频；
[0012]S6
，对所述去耦合信号
S
KT
(f,t
n
)
进行处理，得到去徙动信号
W
′
(f,f
n
)
，
f
n
表示缩放后相对于
t
n
的多普勒频率；
[0013]S7
，对所述去徙动信号
W
′
(f,f
n
)
进行处理，得到距离差和折叠因子
[0014]S8
，对所述折叠因子进行处理，得到补偿函数
H(f,t
n
)
；
[0015]S9
，利用所述补偿函数
H(f,t
n
)
，对所述去耦合信号
S
KT
(f,t
n
)
进行处理，得到距离差变化率估计结果
[0016]作为一种可选的实施方式，本专利技术实施例中，所述第一接收信号
r1(t)
为：
[0017]r1(t)
＝
s(t)+n1(t)
[0018]所述第二接收信号
r2(t)
为：
[0019][0020]式中，
s(t)
为接受信号的复包络；
f
c
为信号载频；
A
为信号归一化幅度；
n1(t)
和
n2(t)
为两路信号噪声项；
t
＝
nT...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种非搜索高速机动辐射源目标定位参数估计方法，其特征在于，所述方法包括：
S1
，利用两路接收机采集目标辐射源信号，得到第一接收信号
r1(t)
和第二接收信号
r2(t)
，
t
为快时间；
S2
，对所述第一接收信号
r1(t)
和第二接收信号
r2(t)
进行处理，得到第一分段信号
r1(t,t
m
)
和第二分段信号
r2(t,t
m
)
，
t
m
为慢时间；
S3
，对所述第一分段信号
r1(t,t
m
)
和第二分段信号
r2(t,t
m
)
进行混合积变换，得到混合积变换信号
S1(f,t
m
)
，
f
表示与快时间
t
相对应的频率；
S4
，对所述混合积变换信号
S1(f,t
m
)
进行处理，得到优化混合积变换信号
S1′
(f,t
m
)
；
S5
，对所述优化混合积变换信号
S1′
(f,t
m
)
进行处理，得到去耦合信号
S
KT
(f,t
n
)
，
t
n
＝
t
m
(f
c
+f)/f
c
，
f
c
为信号载频；
S6
，对所述去耦合信号
S
KT
(f,t
n
)
进行处理，得到去徙动信号
W
′
(f,f
n
)
，
f
n
表示缩放后相对于
t
n
的多普勒频率；
S7
，对所述去徙动信号
W
′
(f,f
n
)
进行处理，得到距离差和折叠因子
S8
，对所述折叠因子进行处理，得到补偿函数
H(f,t
n
)
；
S9
，利用所述补偿函数
H(f,t
n
)
，对所述去耦合信号
S
KT
(f,t
n
)
进行处理，得到距离差变化率估计结果
2.
根据权利要求1所述的非搜索高速机动辐射源目标定位参数估计方法，其特征在于，所述第一接收信号
r1(t)
为：
r1(t)
＝
s(t)+n1(t)
所述第二接收信号
r2(t)
为：式中，
s(t)
为接受信号的复包络；
f
c
为信号载频；
A
为信号归一化幅度；
n1(t)
和
n2(t)
为两路信号噪声项；
t
＝
nT
s
，
n
＝
0,1,
…
,n
表示快时间，
N
表示时间采样点数；
c
是光速；
j
为虚数单位
(j2＝
‑
1)
，
π
为圆周率，
exp()
为指数函数；
r
，和分别表示距离差
、
距离差变化率和二阶距离差变化率
。3.
根据权利要求1所述的非搜索高速机动辐射源目标定位参数估计方法，其特征在于，所述第一分段信号
r1(t,t
m
)
为：
r1(t,t
m
)
＝
s(t)+n1(t)
所述第二分段信号
r2(t,t
m
)
为：式中：在分段过程中，小段信号内的时间称之为快时间
t
，总长为每段的信号时长，采样间隔为信号本身的采样间隔；段与段之间的时间称之为慢时间
t
m
＝
mT
p
(m
＝
0,1,
…
,M
‑
1)
，总长为接收信号总时长，采样间隔为每段的信号时长对连续时间信号，
M
为信号分段以后的段数量，
T
p
表示每段信号的时长；对脉冲信号，
M
为脉冲数量，
T
p
表示脉冲重复间隔，
s(t)
为接受信号的复包络；
f
c
为信号载频；
A
为信号归一化幅度；
n1(t)
和
n2(t)
为两路信号噪声项；
t
＝
nT
s
，
n
＝
0,1,
…
,n
表示快时间，
N
表示时间采样点数；
c
是光速；
j
为虚数单位
(j2＝
‑
1)
，
π
为圆周率，
exp()
为指数函数；
r
，和分别表示距离差
、
距离差变化率和二阶距离差变化率
。4.
根据权利要求1所述的非搜索高速机动辐射源目标定位参数估计方法，其特征在于，所述对所述第一分段信号
r1(t,t
m
)
和第二分段信号
r2(t,t
m
)
进行混合积变换，得到混合积变换信号
S1(f,t
m
)
，包括：利用混合积变换模型，对所述第一分段信号
r1(t,t
m
)
和第二分段信号
r2(t,t
m
)
进行混合积变换，得到混合积变换信号
S1(f,t
m
)
；所述混合积变换模型为：式中，
f
表示与快时间
t
相对应的频率；
FFT
t
[
·
]
表示沿快时间维做傅里叶变换，
(
·
)
*
表示取共轭；
P(
·
)
表示混合积变换后的时域信号包络
p(
·
)
的频域表达式；
A1表示做混合积后的幅度，
t
m
为慢时间，
c
是光速；
j
为虚数单位
(j2＝
‑
1)
，
π
为圆周率，
exp()
为指数函数；
r
，和分别表示距离差
、
距离差变化率和二阶距离差变化率，
f
c
为信号载频
。5.
根据权利要求1所述的非搜索高速机动辐射源目标定位参数估计方法，其特征在于，所述优化混合积变换信号
S1′
(f,t
m
)
为：式中，
n
是折叠因子，是盲距离差变化率；表示不模糊距离差变化率，且满足表示不模糊距离差变化率，且满足
λ
＝
c/f
c
代表信号波长，对
S1(f,t
m
)
进行变量替换，令代入，可以得到混合积变换信号
S1′
(f,t
m
)
，
f
表示与快时间
t
相对应的频率，
t
m
为慢时间，
A1表示做混合积后的幅度，
P(
·
)
表示混合积变换后的时域信号包络
p(
·
)
的频域表达式，
c
是光速；
j
为虚数单位
(j2＝
‑
1)
，
π
为圆周率，
exp()
为指数函数；
r
，和分别表示距离差
、
距离差变化率和二阶距离差变化率，
f
c
为信号载频，
T
p
表示每段信号的时长
。6.
根据权利要求1所述的非搜索高速机动辐射源目标定位参数估计方法，其特征在于，所述对所述优化混合积变换信号
S1′
(f,t
m
)
进行处理，得到去耦合信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘智鑫，胡向晖，贾亦真，王俊峰，靳艺，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事科学院系统工程研究院，
类型：发明
国别省市：