[发明专利]利用卫星信号探测低空目标的被动雷达探测方法

说明书

技术领域

本发明涉及空间技术领域，属于空间目标被动探测技术。

背景技术

隐身飞机、电子干扰、反辐射导弹、超低空突袭成为传统雷达的四大威胁。随着电子技术和电磁理论的发展与成熟，在雷达领域也提出了许多对抗上述威胁的措施，包括采用特定设计的波形实现低可探测性、提高雷达的机动性防止反辐射导弹的攻击、采用低仰角雷达制式等。但对超低空进袭的巡航导弹的探测和预警具有很大局限性，主要是由于超低空飞行的巡航导弹利用地球曲率的物理限制使雷达的有效探测距离减小，进而使预警时间缩短。另外，为实现对超低空目标探测而把雷达低仰角配置时，导弹反射的微弱信号隐藏在地杂波噪声中，很难分辨。其中最有前途的应对措施是被动雷达，被动雷达系统自身不发射电磁信号，依靠接收目标发射的信号或环境中为其他目的而发射的电波信号在目标上的反射，通过信号处理实现对目标的定位，这种制式体现了雷达隐身的目的，可以应对上述几乎所有的威胁。

根据被动雷达定位利用的信号类型的不同，被动雷达又可分为辐射型和反射型被动雷达。比较而言，辐射型被动雷达因目标辐射信号较强，不受目标是否隐身的影响，探测距离较远，但当目标采取无线电静默，不发射信号时，会使这种被动雷达失去效能；反射型被动雷达采用目标反射的其他信号源辐射的电波信号实现对特定目标的定位与跟踪，因为反射信号的强度一般很弱，所以探测距离较近，对雷达散射面积(RCS)大大衰减的隐身目标和低空超低空飞行的目标的探测距离则更近，也更难。

安置在地面上的被动雷达受到地球曲率的影响，其有效探测距离受限，对于低空、超低空飞行目标的探测距离则更近，这一点与有源雷达原理相同，而且不能单纯通过提高探测灵敏度来达到，由于地基雷达的这一致命缺陷在现代战争中留下了不少典型的战例，在1982年英阿马岛争夺战争中，当时阿根廷的两架超级军旗战斗机贴海面超低空飞行靠近英国特混舰队，在近距离发射2枚飞鱼导弹，击沉了英国价值1.5亿美元的驱逐舰“谢菲尔德”号，给英国以沉重的打击。

在现代战争中，为了对付超低空威胁，一般把预警雷达配置在飞机或卫星上，通过预警飞机甚至预警卫星来增大雷达的探测距离，但预警机由于要发射信号因而也具有被敌方定位和摧毁的可能，同时预警机受滞空时间的限制，多预警机交替值班也存在交接的空隙，容易被敌人钻空子，而且技术复杂，成本、运行、维护费用很高，因此一般仅用于战时的区域增强预警。预警卫星则由于远在太空，信号微弱，所以容易受到干扰和欺骗，综上所述，采用地面被动雷达架高的办法可以满足对低空飞机、巡航导弹的探测距离要求，具体实施是将被动雷达装设在山头或锚定气球上，扩大被动雷达视向探测距离。

理论上被动雷达可以接收各种频段的多类信号，包括目标携带的各种电子设备辐射的电波、其他辐射源辐射信号，如调频广播、电视、卫星、地面通信、其他雷达发射的信号等，但是通常要根据设计的功能、信号的特征做出取舍。调频广播、地面电视和通信台站一般发射水平无方向波束，受地球曲率影响使覆盖范围较小。当雷达调防到另外一个地方，相应的广播、电台的信号可能就不具备定位条件了，因此这些信号不是理想的信号。近年来随着卫星移动通信、导航以及移动广播电视事业的发展，为了使地面移动终端的天线尽可能小，便于携带，国内外开始大力发展大功率卫星系统，为被动雷达利用卫星信号实现被动定位提供了可能。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种利用空间卫星对地的辐射信号对巡航导弹、超低空飞机等低空飞行器进行被动探测和定位的方法。

为达到上述目的，本发明的技术解决方案是提供一种利用卫星信号探测低空目标的被动雷达探测方法，包括卫星和地面被动雷达系统，该系统包括数个探测站和一个数据处理站，相互之间以无线方式或用光纤传输方式交互通信；其利用高辐射功率卫星的信号和测量码及其在低空飞行器上反射的信号，由各探测站被动雷达高灵敏度接收，经相关求得卫星直接辐射信号与经低空飞行器反射的同源信号之间的程差，建立被动探测方程，联立求解，便得到低空或超低空目标的三维位置坐标。

根据权利要求书所述的方法，其所述卫星，为高辐射功率的移动广播、通信、电视卫星或导航卫星；由地面上行站向上述卫星注入低速率的伪码扩频测距信号，更有利于信号识别及捕获，也有利于通过测距码相关求出信号的到达时间差；若采用非协同卫星信号，可利用国内外移动广播电视卫星、移动通信卫星信号，实施连续信号波形相关求高精度程差。