[发明专利]一种双基地MIMO雷达跟踪定位及欺骗干扰识别方法

权利要求书

1.一种双基地MIMO雷达跟踪定位及欺骗干扰识别方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：首先在双基地雷达跟踪过程中测量出当前时刻的α_xt、α_xr、α_yr、R，再计算出dα_xt,dα_xr,dα_yr,dρ_R，构造残差向量dY＝[dα_xt,dα_xr,dα_yr,dρ_R]^T，

其中α_xt为目标与发射阵面坐标系x轴正方向的夹角；α_xr为目标与接收阵面坐标系x轴正方向的夹角；α_yr为目标与接收阵面坐标系y轴正方向的夹角；R为目标与发射站、接收站的距离和；dα_xt,dα_xr,dα_yr,dρ_R分别为当前时刻各角度及距离和的测量值与预测值之间的差值，这里称为残差；

步骤2：采用跟踪滤波一步预测方法得到目标坐标的一步预测值X₀＝[x₀,y₀,z₀]^T，得到残差方程组系数矩阵

其中rT=(x0-xT)2+(y0-yT)2+(z0-zT)2,]]>rR=(x0-xR)2+(y0-yR)2+(z0-zR)2,]]>和θ_T分别为发射阵列相对于北天东坐标系的转角和倾角；和θ_R分别为接收阵列相对于北天东坐标系的转角和倾角，发射阵列位置为T(x_T,y_T,z_T)，接收阵列位置为R(x_R,y_R,z_R)；

步骤3回波信噪比计算，将接收阵列信号分别与发射信号进行匹配滤波，计算处理后回波信号的协方差矩阵并对其进行特征分解，假设有N_e个特征值，取最小的N_e-1个特征值求平均得到噪声功率的估计值P_n，然后取作为信号功率的估计，其中λ_max为最大的特征值，最后得到回波信噪比的估计值

步骤4根据回波信噪比计算角度及距离误差提取精度σ²_Δd，这里考虑单脉冲测角，各个元素采用如下计算方法进行计算：

σΔd=cB2SNRp---(2)]]>

σΔαxt=θ3dB_xt8ln2·1SNRp---(3)]]>

σΔαxr=θ3dB_xr8ln2·1SNRp---(4)]]>

σΔαyr=θ3dB_yr8ln2·1SNRp---(5)]]>

其中，SNR_p为信号处理后的信噪比，B为发射信号带宽，θ_{3dB_xr}、θ_{3dB_yr}为接收阵面在x和y轴方向上波束的3dB余弦宽度，θ_{3dB_xt}为发射阵面在x轴方向上波束的3dB余弦宽度，式中角度均为弧度值；

然后得到最小二乘加权矩阵W=diag(1σΔαxt,1σΔαxr,1σΔαyr,1σΔd);]]>

步骤5利用加权最小二乘法计算目标坐标残差值

dX_WLS＝(B^T(X₀)W^TWB(X₀))^-1B^T(X₀)W^TWdY    (6)

其中dX_WLS＝[dx,dy,dz]^T，dx,dy,dz分别为当前时刻目标坐标估计值与预测值之间的差值；

再结合一步预测值X₀＝[x₀,y₀,z₀]^T求出目标坐标；

步骤6计算拟合误差向量

V=[v1,v2,v3,v4]T=WdY-WdY^=WdY-WB(X0)dXWLS---(7)]]>

步骤7求取检测统计量

步骤8将D带入通用似然比检测器

L(D)=f(D|H1)f(D|H0)=Γ(12)(λD)14e(-λ2σ2)I(-12)(λDσ2)2σ<H0>H1λ0---(8)]]>

进行检测判决，其中H₁假设代表所跟踪信号为欺骗干扰，H₀假设代表所跟踪信号为真实目标，式(8)中λ=ΔR2[G2(1,4)σΔαxt2+G2(2,4)σΔαxr2+G2(3,4)σΔαyr2+(1-G(4,4))2σΔd2],]]>其中ΔR为所要求的最小拖引距离值；G＝WB(X₀)(B^T(X₀)W^TWB(X₀))^-1B^T(X₀)W^TW；λ₀为检测门限，根据所设虚警概率，由蒙特卡洛仿真所得到；σ为估计的拟合误差标准差。