一种基于先验约束多站协同的定位及距离解模糊方法技术

本发明专利技术涉及一种基于先验约束多站协同的定位及距离解模糊方法，该方法在单发多收雷达体制下，能够根据目标先验信息实现距离解模糊，同时根据三边定位法进行高精度定位

【技术实现步骤摘要】
一种基于先验约束多站协同的定位及距离解模糊方法


[0001]本专利技术属于雷达
，主要涉及天基雷达对空中目标精确定位及距离解模糊领域
。

技术介绍

[0002]天基雷达不受领土领空限制，能够工作在太空中，且可以极大克服地球曲率的影响，具有探测距离远
、
覆盖范围广的特点，能够提升早期预警时间，从而有充分的反应时间，逐步受到世界军事强国的高度重视
。
由于天基雷达作用距离远，且探测目标速度快，因此不可避免存在目标探测的距离和速度模糊问题，从而对目标的定位和持续跟踪造成很大的影响
。
[0003]雷达系统对于距离解模糊主要采取多重频组设计的手段，目前经典的方法有中国余数定理法
、
一维集算法等
。
中国余数定理法的本质是解同余方程组，该方法操作简单
、
计算量小，然而由于整数约束，其对余数误差敏感，余数存在微小误差时，得到的结果也会出现巨大的误差
。
一维集算法罗列出不同脉冲重频下所有可能的目标位置，得到一维数据并进行比对，找出最符合要求的重合点，这种算法效能好，但是运算量高
、
复杂度大，难以进行工程实现
。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种基于先验约束多站协同的定位及距离解模糊方法，在先验信息条件下，实现空中目标的高精度定位及距离解模糊
。
[0005]本专利技术解决技术的方案是：一种基于先验约束多站协同的定位及距离解模糊方法，该方法包括如下步骤：
[0006]S1、
获取多站雷达每个接收站的雷达距离多普勒回波数据矩阵
A
i
，
i
为接收站的序号，
i
＝1～
n
，
n
为接收站的数量，
n≥3
；
[0007]S2、
对每个接收站的雷达距离多普勒回波数据矩阵
A
i
中数据元素进行判断，得到每个接收站各个潜在目标所对应的距离多普勒回波数据，索引得到每个接收站与各潜在目标的检测距离；
[0008]S3、
采用空域一维集算法对潜在目标进行解模糊，得到不同接收站不同潜在目标中模糊次数；
[0009]S4、
根据每个接收站与各潜在目标的检测距离和模糊次数，得到将每个接收站与与各潜在目标的实际距离，采用三边定位算法计算不同接收站下潜在目标位置；
[0010]S5、
对每个潜在目标的位置进行分析判定，若目标在先验区域内，则判定该潜在目标为真实目标，否则，判断潜在目标为虚假目标；
[0011]S6、
输出真实目标的位置信息
。
[0012]优选地，每个接收站的雷达距离多普勒回波数据矩阵
A
i
的维数为
L
×
M
，
L
为距离分
辨单元数量，
M
为多普勒分辨单元数量，判断每个接收站的雷达距离多普勒回波数据矩阵
A
i
中数据元素是否为潜在目标所对应的距离多普勒回波数据的判断方式为：
[0013]当
a
l,m
≥T
时，
a
l,m
为潜在目标所对应的距离多普勒回波数据；
[0014]当
a
l,m
＜
T
时，
a
l,m
为噪声数据；
[0015]其中，
a
l,m
表示雷达距离多普勒回波数据矩阵中第
l
行第
m
列的数据元素，
l∈{1,2,
…
,L}
，
m∈{1,2,
…
,M}
，
T
为检测门限
。
[0016]优选地，所述检测门限通过恒虚警检测方法来设定
。
[0017]优选地，所述检测门限为：
[0018]T
＝
((P
fa
)
‑
1/M
‑
1)S
，式中，
P
fa
为恒虚警检测概率，
M
为检测目标时参考单元的数量，
S
表示背景功率估计值
。
[0019]优选地，第
i
个接收站第
k
个潜在目标的模糊次数
m
i,k
为：
[0020][0021]其中，
R
i,width
为第
i
个接收站下观测场景距离向的探测距离，
R
u
为雷达的最大不模糊距离
。
[0022]优选地，所述第
i
个雷达接收站与第
k
个潜在目标的实际距离
d
i,k
为
[0023]d
i,k
＝
R
i,k
+m
i,k
R
u
[0024]其中，
R
i,k
为第
k
个潜在目标在第
i
个雷达接收站下的检测距离，
R
u
为雷达的最大不模糊距离
。
[0025]优选地，第
k
个潜在目标的位置
O
k
为：
[0026]O
k
＝
B
‑1b
[0027][0028][0029]其中，
(x
i
,y
i
,z
i
)
为第
i
个雷达接收站的在地面坐标系的坐标，
i
＝
1,2,3
，
d
i,k
为第
i
个雷达接收站与第
k
个潜在目标的实际距离
。
[0030]优选地，当目标的位置约束在一个圆柱区域内时，目标在先验区域的条件为：
[0031][0032]式中，
u
为目标在地面坐标系下三维坐标
(x
k
,y
k
,z
k
)
，
L0为目标到地面坐标系原点的水平距离最大值，
z
min
和
z
max
分别为目标高度的最小值和最大值，
e1＝
(1,0,0)、e2＝
(0,1,0)
和
e3＝
(0,0,1)
分别表示
x、y、z
方向的三维单位矢量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于先验约束多站协同的定位及距离解模糊方法，其特征在于包括如下步骤：
S1、
获取多站雷达每个接收站的雷达距离多普勒回波数据矩阵
A
i
，
i
为接收站的序号，
i
＝1～
n
，
n
为接收站的数量，
n≥3
；
S2、
对每个接收站的雷达距离多普勒回波数据矩阵
A
i
中数据元素进行判断，得到每个接收站各个潜在目标所对应的距离多普勒回波数据，索引得到每个接收站与各潜在目标的检测距离；
S3、
采用空域一维集算法对潜在目标进行解模糊，得到不同接收站不同潜在目标中模糊次数；
S4、
根据每个接收站与各潜在目标的检测距离和模糊次数，得到将每个接收站与与各潜在目标的实际距离，采用三边定位算法计算不同接收站下潜在目标位置；
S5、
对每个潜在目标的位置进行分析判定，若目标在先验区域内，则判定该潜在目标为真实目标，否则，判断潜在目标为虚假目标；
S6、
输出真实目标的位置信息
。2.
根据权利要求1所述的一种基于先验约束多站协同的定位及距离解模糊方法，其特征在于每个接收站的雷达距离多普勒回波数据矩阵
A
i
的维数为
L
×
M
，
L
为距离分辨单元数量，
M
为多普勒分辨单元数量，判断每个接收站的雷达距离多普勒回波数据矩阵
A
i
中数据元素是否为潜在目标所对应的距离多普勒回波数据的判断方式为：当
a
l,m
≥T
时，
a
l,m
为潜在目标所对应的距离多普勒回波数据；当
a
l,m
＜
T
时，
a
l,m
为噪声数据；其中，
a
l,m
表示雷达距离多普勒回波数据矩阵中第
l
行第
m
列的数据元素，
l∈{1,2,
…
,L}
，
m∈{1,2,
…
,M}
，
T
为检测门限
。3.
根据权利要求2所述的一种基于先验约束多站协同的定位及距离解模糊方法，其特征在于所述检测门限通过恒虚警检测方法来设定
。4.
根据权利要求3所述的一种基于先验约束多站协同的定位及距离解模糊方法，其特征在于所述检测门限为：
T
＝
((P
fa
)
‑
1/M
‑
1)S
，式中，
P
fa
为恒虚警检测概率，
M
为检测目标时参考单元的数量，
S
表示背景功率估计值
。5.
根据权利要求1所述的一种基于先验约束多站协同的定位及距离解模糊方法，其特征在于第
i
个接收站第
k
个潜在目标的模糊次数
m
i,k
为：其中，
R
i,width<...

【专利技术属性】
技术研发人员：温和，朱江，王伟伟，黎薇萍，杨晓超，段崇棣，许京伟，
申请(专利权)人：西安空间无线电技术研究所，
类型：发明
国别省市：