[发明专利]一种基于目标回波信号的雷达架高标定方法

说明书

技术领域

本发明属于雷达架高标定技术领域，涉及一种基于目标回波信号的雷达架高标定方法，特别涉及一种用于低角跟踪时雷达架高的标定方法。

背景技术

随着现代武器战术性能的日益提高，对雷达低角跟踪测量精度的要求也越来越高。在低仰角跟踪时,目标仰角的测量精度除受大气不均匀引起的折射效应，以及地面或海面产生的镜面反射和漫反射引起的多径效应影响外，还受雷达架高误差影响。因此，雷达架高的标定很有必要。最直接的雷达架高标定方法是实地测量，但是面对复杂时变的阵地环境和频繁的阵地转移，实地测量方法既费时又费力，且很难满足快速时变环境的要求。例如，在海面涨潮和落潮时，实地测量方法就很难满足快速时变环境的要求。为了解决这个问题，需要利用雷达接收到的目标数据，借助低角跟踪问题中参数估计方法对雷达天线架高进行实时标定。现有的可用于雷达天线架高实时标定的参数估计方法主要有以下两种，参见以下两份文献：1）E.Bosse,R.M.Turner,M.Lecours,“Tracking swerling fluctuating targets at low altitude over the sea,”IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems,1991,27(5):806-822；2）Jingmin Xin,A.Sano,Linear prediction approach to direction estimation of cyclostationary signals in multipath environment,IEEE Transactions on Signal Processing,2001,49(4):710-720。

但是在以上两种方法中，都假定雷达架高准确已知，然后利用接收数据估计出目标仰角。事实上，它们同样可以在目标仰角已知的情况下利用接收的目标数据估计出雷达架高。然而这些方法都存在一个不足，忽略了参数估计精度与雷达工作频率之间的关系。由于低角跟踪中雷达架高估计的均方误差往往会随工作频率的增大而波动变化，这就对雷达架高的标定精度造成了影响。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于目标回波信号的雷达架高标定方法。该基于目标回波信号的雷达架高标定方法根据低仰角跟踪环境下相邻两帧接收数据内雷达架高保持不变的特点，利用雷达架高估计的理论均方误差公式，计算出雷达架高的最小均方误差估计对应的工作频率，进而在该工作频率的条件下完成雷达架高的标定。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

一种基于目标回波信号的雷达架高标定方法，包括以下步骤：

S1：雷达在初始时刻向目标发射信号，接收初始时刻的目标回波信号；

S2：设置参数k，令k=1；根据所述初始时刻的目标回波信号，采用RML算法（精确最大似然算法，Refined maximum likelihood algorithm）对雷达架高进行第1次估计，得到雷达架高的第1次估计值

RML算法即递归最大似然算法，

S3：采用RML算法得出：雷达架高估计的均方误差MSE_k与频率变量f的函数关系式；根据雷达架高估计的均方误差MSE_k与频率变量f的函数关系式，得出雷达下一时刻的工作频率

S4：雷达按照所述下一时刻的工作频率向目标发射信号，接收对应的目标回波信号；令k=k+1；然后根据对应的目标回波信号，并采用RML算法对雷达架高进行第k次估计，得到雷达架高的第k次估计值

S5：循环执行步骤S3至步骤S4，直到目标跟踪结束。

本发明的有益效果为：与传统的RML算法相比，本发明由于充分考虑了参数估计精度和工作频率之间的关系，通过均方误差公式计算出雷达架高的最小均方误差估计对应的工作频率，然后在该工作频率的条件下获得雷达架高的估计值，使雷达架高的标定性能理论上接近最优。

附图说明

图1为本发明的一种基于目标回波信号的雷达架高标定方法的流程示意图；

图2为雷达在低角跟踪环境下的多径几何模型示意图；

图3为本发明的基于目标回波信号的雷达架高标定方法和现有RML算法的雷达架高标定精度的对比示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

参照图1，为本发明的一种基于目标回波信号的雷达架高标定方法的流程示意图。该基于目标回波信号的雷达架高标定方法具体包括以下步骤：