一種基于目標回波信號的雷達架高標定方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于雷達架高標定【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了一種基于目標回波信號的雷達架高標定方法。S1：雷達接收初始時刻的目標回波信號；S2：設(shè)置參數(shù)k，令k=1；得到雷達架高的第1次估計值S3：根據(jù)雷達架高估計的均方誤差MSEk與頻率變量f的函數(shù)關(guān)系式，得出雷達下一時刻的工作頻率S4：雷達按照所述下一時刻的工作頻率向目標發(fā)射信號，接收對應(yīng)的目標回波信號；令k=k+1；然后根據(jù)對應(yīng)的目標回波信號，采用RML算法對雷達架高進行第k次估計，得到雷達架高的第k次估計值S5：循環(huán)執(zhí)行步驟S3至步驟S4，直到目標跟蹤結(jié)束。本發(fā)明與同類方法相比，提高了雷達架高的標定精度。
【專利說明】一種基于目標回波信號的雷達架高標定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于雷達架高標定【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種基于目標回波信號的雷達架高標定方法，特別涉及一種用于低角跟蹤時雷達架高的標定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代武器戰(zhàn)術(shù)性能的日益提高，對雷達低角跟蹤測量精度的要求也越來越高。在低仰角跟蹤時，目標仰角的測量精度除受大氣不均勻引起的折射效應(yīng)，以及地面或海面產(chǎn)生的鏡面反射和漫反射引起的多徑效應(yīng)影響外，還受雷達架高誤差影響。因此，雷達架高的標定很有必要。最直接的雷達架高標定方法是實地測量，但是面對復雜時變的陣地環(huán)境和頻繁的陣地轉(zhuǎn)移，實地測量方法既費時又費力，且很難滿足快速時變環(huán)境的要求。例如，在海面漲潮和落潮時，實地測量方法就很難滿足快速時變環(huán)境的要求。為了解決這個問題，需要利用雷達接收到的目標數(shù)據(jù)，借助低角跟蹤問題中參數(shù)估計方法對雷達天線架高進行實時標定?，F(xiàn)有的可用于雷達天線架高實時標定的參數(shù)估計方法主要有以下兩種，參見以下兩份文獻:I)E.Bosse, R.M.Turner, M.Lecours, “Tracking swerling fluctuatingtargets at low altitude over the sea, ” IEEE Transactions on Aerospace andElectronic Systems, 1991, 27(5):806-822 ；2) Jingmin Xin, A.Sano, "Linear predictionapproach to direction estimation of eyelostationary signals in multipathenvironment", IEEE Transactions on Signal Processing, 2001，49(4):710-720。
[0003]但是在以上兩種方法中，都假定雷達架高準確已知，然后利用接收數(shù)據(jù)估計出目標仰角。事實上，它們同樣可以在目標仰角已知的情況下利用接收的目標數(shù)據(jù)估計出雷達架高。然而這些方法都存在一個不足，忽略了參數(shù)估計精度與雷達工作頻率之間的關(guān)系。由于低角跟蹤中雷達架高估計的均方誤差往往會隨工作頻率的增大而波動變化，這就對雷達架聞的標定精度造成了影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提出一種基于目標回波信號的雷達架高標定方法。該基于目標回波信號的雷達架高標定方法根據(jù)低仰角跟蹤環(huán)境下相鄰兩幀接收數(shù)據(jù)內(nèi)雷達架高保持不變的特點，利用雷達架高估計的理論均方誤差公式，計算出雷達架高的最小均方誤差估計對應(yīng)的工作頻率，進而在該工作頻率的條件下完成雷達架高的標定。
[0005]為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)。
[0006]一種基于目標回波信號的雷達架高標定方法，包括以下步驟:
[0007]S1:雷達在初始時刻向目標發(fā)射信號，接收初始時刻的目標回波信號；
[0008]S2:設(shè)置參數(shù)k，令k=l ;根據(jù)所述初始時刻的目標回波信號，采用RML算法(精確最大似然算法，Refined maximum likelihood algorithm)對雷達架高進行第I次估計,得
到雷達架高的第I次估計值&(1);
[0009]RML算法即遞歸最大似然算法，[0010]S3:采用RML算法得出:雷達架高估計的均方誤差MSEk與頻率變量f的函數(shù)關(guān)系式；根據(jù)雷達架高估計的均方誤差MSEk與頻率變量f的函數(shù)關(guān)系式，得出雷達下一時
刻的工作頻率/k+1):
[0011]
f =argmin(MSEA)；
f
[0012]S4:雷達按照所述下一時刻的工作頻率；7(k+1)向目標發(fā)射信號，接收對應(yīng)的目標回波信號；令k=k+l ;然后根據(jù)對應(yīng)的目標回波信號，并采用RML算法對雷達架高進行第k次估計，得到雷達架高的第k次估計值&(k).[0013]S5:循環(huán)執(zhí)行步驟S3至步驟S4，直到目標跟蹤結(jié)束。
[0014]本發(fā)明的有益效果為:與傳統(tǒng)的RML算法相比，本發(fā)明由于充分考慮了參數(shù)估計精度和工作頻率之間的關(guān)系，通過均方誤差公式計算出雷達架高的最小均方誤差估計對應(yīng)的工作頻率，然后在該工作頻率的條件下獲得雷達架高的估計值，使雷達架高的標定性能理論上接近最優(yōu)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的一種基于目標回波信號的雷達架高標定方法的流程示意圖；
[0016]圖2為雷達在低角跟蹤環(huán)境下的多徑幾何模型示意圖；
[0017]圖3為本發(fā)明的基于目標回波信號的雷達架高標定方法和現(xiàn)有RML算法的雷達架聞標定精度的對比不意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明:
[0019]參照圖1，為本發(fā)明的一種基于目標回波信號的雷達架高標定方法的流程示意圖。該基于目標回波信號的雷達架高標定方法具體包括以下步驟:
[0020]S1:雷達在初始時刻向目標發(fā)射信號，接收初始時刻的目標回波信號；具體說明如下:
[0021]雷達上設(shè)置有垂直放置的均勻線陣天線，該均勻線陣天線的陣元數(shù)為N，相鄰陣元的間距為d ;雷達在初始時刻按照設(shè)定的初始工作頻率向目標發(fā)射信號，并接收初始時刻的目標回波信號。參照圖2，為雷達在低角跟蹤環(huán)境下的多徑幾何模型示意圖。初始時刻的目標回波信號包括初始時刻的多徑反射信號以及初始時刻來自目標的直達波信號。
[0022]S2:設(shè)定參數(shù)k，k取1，2，3...;令k=l，根據(jù)上述初始時刻的目標回波信號，采用RML
算法對雷達架高進行第I次估計，得到雷達架高的第I次估計值&(1);具體說明如下:
[0023]結(jié)合圖2，將水平方向方向以上的角度作為02的正方向，雷達架高的第I次估計值&(1)為:[0024]
【權(quán)利要求】
1.一種基于目標回波信號的雷達架高標定方法，其特征在于，包括以下步驟: S1:雷達在初始時刻向目標發(fā)射信號，接收初始時刻的目標回波信號； S2:設(shè)置參數(shù)k，令k=l ;根據(jù)所述初始時刻的目標回波信號，采用RML算法對雷達架高進行第1次估計，得到雷達架高的第1次估計值& S3:采用RML算法得出:雷達架高/^>估計的均方誤差MSEk與頻率變量f的函數(shù)關(guān)系式；根據(jù)雷達架高丨估計的均方誤差MSEk與頻率變量f的函數(shù)關(guān)系式，得出雷達下一時刻的工作頻率/k+1):
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于目標回波信號的雷達架高標定方法，其特征在于，在步驟S2中，所述初始時刻的目標回波信號包括初始時刻的多徑反射信號以及初始時刻來自目標的直達波信號；在步驟S4中，雷達接收的對應(yīng)的目標回波信號包括對應(yīng)時刻的多徑反射信號以及對應(yīng)時刻來自目標的直達波信號； 在步驟S2和步驟S4中，雷達架高的第k次估計值&(k>為:
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于目標回波信號的雷達架高標定方法，其特征在于，在步驟S2中，所述初始時刻的目標回波信號包括初始時刻的多徑反射信號以及初始時刻來自目標的直達波信號；在步驟S4中，雷達接收的對應(yīng)的目標回波信號包括對應(yīng)時刻的多徑反射信號以及對應(yīng)時刻來自目標的直達波信號； 在步驟S3中，雷達架高&(k)的估計的均方誤差MSEk為:
【文檔編號】G01S7/40GK103913726SQ201410064390
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年2月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月25日
【發(fā)明者】趙永波, 朱玉堂, 劉宏偉, 水鵬朗, 程增飛, 何學輝 申請人:西安電子科技大學