[发明专利]一种面目标回波波束中心速度测量方法

权利要求书

1.一种面目标回波波束中心速度测量方法，其特征在于步骤如下：

(1)天线接收到的射频回波信号经过微波通道变频解调后得到基带模拟信号，该基带模拟信号经过AD采集模块转换为雷达数字回波信号s(n)；

(2)利用卡尔曼滤波对前一个测量周期面目标回波波束中心的速度进行跟踪滤波，并对本周期面目标回波波束中心的加速度进行估计，得到前一个周期面目标回波波束中心的速度滤波值v和本周期面目标回波波束中心的加速度估计值a；

(3)利用步骤(2)得到的本周期面目标回波波束中心的加速度估计值a，对步骤(1)得到的雷达数字回波信号s(n)进行加速度补偿；

(4)判断步骤(2)得到的前一个周期面目标回波波束中心的速度滤波值v是处于近区测量模式还是远区测量模式，如果是处于近区测量模式，执行步骤(5)；否则执行步骤(6)；

(5)对加速度补偿后的雷达数字回波信号进行FFT谱分析得到雷达数字回波多普勒频谱，根据雷达数字回波多普勒频谱对加速度补偿后的雷达数字回波信号进行Chirp-Z变换，得到频谱细化后的雷达数字回波多普勒频谱，执行步骤(7)；

(6)对加速度补偿后的雷达数字回波信号进行FFT谱分析，得到雷达数字回波多普勒频谱，执行步骤(7)；

(7)对雷达数字回波多普勒频谱进行平滑处理，对平滑处理后的雷达数字回波多普勒频谱进行包络截取，在此基础上计算得到面目标回波波束中心速度值；

(8)重复执行步骤(1)—(7)，得到面目标回波波束中心的实时速度值。

2.根据权利要求1所述的一种面目标回波波束中心速度测量方法，其特征在于：所述步骤(2)的实现方式为：

设速度滤波值的三阶矩阵为x_filter[]，速度估计值的三阶矩阵为x_estimate[]，速度测量值为v_m，则x_filter＝x_estimate+K*z；

其中

z＝v_m-H*x_estimate

K=(1H*P*HT+R)*P*HT]]>

P＝φ*P_上一周期*φ^T+Q

x_estimate＝φ*x_filter

P_上一周期为上一个周期更新后的误差协方差矩阵；

每个周期计算完成后，按照下式更新误差协方差矩阵：

P＝(I-K*H)*P，其中I为单位矩阵；

在上述基础上，得到速度滤波值v＝x_filter[0]；加速度估计值a＝x_estimate[1]；

其中，H为观测矩阵，H=100;]]>φ为状态转移矩阵，φ=1TT2201T001;]]>Q为动态噪声协方差矩阵，Q=T44T32T22T32T2TT22T1σw2;]]>P为误差协方差矩阵，P=11T1T21T2T23T32T23T36T4qv2;]]>R为观测噪声协方差矩阵初始值，T为周期间隔，为目标速度动态噪声方差，为观测速度方差。