[发明专利]基于加权最小二乘的雷达目标RCS的预测方法

说明书

本发明提出了一种基于加权最小二乘的雷达目标RCS的预测方法，以在样本数较少时实现对雷达目标RCS的有效预测。实现步骤为：获取目标的航迹位置参数和目标观测值回波幅度；计算各个观测时刻雷达相对于目标的入射角度θ_k；设定目标回波幅度阈值δ，并获取目标回波相关性判决条件；计算k+1时刻雷达相对于目标的入射角度估计值获取N个有效目标回波幅度t(k)；判断N是否大于等于给定加权最小二乘多项式阶数M；获取加权最小二乘多项式系数矩阵X和k+1时刻目标回波幅度的估计值及雷达目标RCS的预测值。本发明实现了在样本数较少的情况下对雷达目标RCS的有效预测，可用于雷达技术领域。

技术领域

本发明属于雷达技术领域，涉及一种雷达跟踪与目标RCS预测的方法，具体涉及一种基于加权最小二乘的雷达目标RCS的预测方法，用于样本数较少的情况下通过加权最小二乘法对雷达目标的RCS进行有效预测。

背景技术

随着隐身技术的发展，目标雷达截面积(Radar Cross Section，RCS))越来越受广大学者的广泛关注，同时也为雷达对目标的检测和跟踪提出了挑战。因此研究雷达横截面积的测量对目标特性和目标检测跟踪具有十分重要的意义。目标RCS其意义是单位立体角内目标朝接收方向散射的功率与给定方向入射到该目标的平面波功率密度之比的4π倍，其主要与目标的结构和表面介质、雷达频率、极化方式和目标姿态角等因素有关。当雷达跟踪目标时，如果已知目标RCS和目标的距离，则可以估计得到目标回波信号的信噪比。在目标信噪比已知的条件下，多站雷达可以调用高信噪比的雷达对目标进行观测，使资源调度更为合理。因此，研究目标RCS的预测具有重要意义。

目前，关于雷达目标RCS预测的资料比较少，且现有的RCS预测方法，对样本点数要求比较多。例如，授权公告号为CN 104076342 B，名称为“一种雷达跟踪状态下预测目标RCS的方法”的中国专利，公开了一种雷达跟踪状态下预测目标RCS的方法，实现步骤为：设定目标雷达截面积RCS的预测滤波器的阶数为M；雷达接收目标自n-M+1时刻至n时刻的回波s_i；并且记录自n-M+1时刻至n时刻目标的距离，第n个跟踪时刻目标的速度，以及自n-M+1时刻至n时刻目标速度与目标距离的夹角；求得在自n-M+1时刻至n时刻的目标复幅度的估计值；得到目标在第n+1时刻的目标速度与目标距离的夹角预测值；求得目标RCS值的自相关矩阵和目标RCS值的互相关列向量；求得目标RCS的预测滤波器系数；得到在第n+1时刻的目标RCS的预测值。该方法虽实现对雷达目标RCS的预测，但需样本点数较多，对于样本数较少的情况下，很难对雷达目标RCS进行有效预测。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提出了一种基于加权最小二乘的雷达目标RCS的预测方法，以在样本数较少时实现对雷达目标RCS的有效预测。

本发明的技术思路是，针对目标样本点数较少而无法预测目标RCS的情况，在目标跟踪状态下，利用下一时刻的雷达对目标的入射角度，采用加权最小二乘法对下一时刻目标RCS的值进行预测，得到下一时刻雷达目标RCS的预测值，具体实现步骤为：

(1)获取目标的航迹位置参数和目标观测值回波幅度：

(1a)在雷达与目标运动直线构成的平面内，建立以雷达为中心的二维坐标系，并获取各个观测时刻目标航迹位置参数x_k和y_k，其中，k表示雷达观测时刻；

(1b)利用目标检测算法，对各个观测时刻的雷达回波进行检测，得到各个观测时刻的目标回波幅度

(2)计算各个观测时刻雷达相对于目标的入射角度θ_k：

根据目标航迹位置参数x_k和y_k，计算目标在平动状态下各个观测时刻雷达相对于目标的入射角度θ_k；

(3)设定目标回波幅度阈值δ，并获取目标回波相关性判决条件：