[发明专利]一种二次雷达低空探测杂波抑制方法

说明书

本发明属于二次雷达探测技术领域，特别涉及一种二次雷达低空探测杂波抑制方法，包括：获取二次导航雷达的俯仰角测量信息，划分俯仰精准区和俯仰抖动区；对俯仰精准区的测量点进行预处理；对预处理结果进行滤波获得精准区俯仰角度信息；利用精准区俯仰角度信息和测量获得的目标距离信息获得俯仰精准区高度信息，对俯仰精准区高度信息进行卡尔曼滤波获得俯仰精准区高度滤波结果和高度变化率；利用俯仰精准区高度滤波结果和高度变化率获取俯仰抖动区高度信息，利用目标距离信息和俯仰抖动区高度信息，获得抖动区俯仰角度信息；本发明能够有效抑制多径杂波的干扰，精确估计离地较近飞机的俯仰角。

技术领域

本发明属于二次雷达探测技术领域，特别涉及一种二次雷达低空探测杂波抑制方法。

背景技术

当民航飞机离地高度较小时，由于应答波束的下沿擦地，由于地表反射，形成多路径效应，导致地面二次雷达接收机收到的应答波束的俯仰角极度失真，如图1 所示。当应答机发射的电磁波信号经过地面反射落被接收天线接收时，比幅测角系统测得的目标俯仰角来自地上。由于在飞机降落时，飞机的机头指向会不断调整，这导致了装在机头的二次雷达的应答设备的发射波束的指向也不断变化，进而使得地面反射波束的指向也不断变化。表现在俯仰角测量上为俯仰角度测量值出现如图2所示的距离抖动，导致俯仰角度测量异常。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有问题，提供一种抑制多径杂波干扰、精确估计飞机俯仰角的二次雷达低空探测方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种二次雷达低空探测杂波抑制方法，包括以下步骤：

a.获取二次导航雷达的俯仰角测量信息，划分俯仰精准区和俯仰抖动区；

b.对俯仰精准区的测量点进行预处理；

c.对预处理结果进行滤波获得精准区俯仰角度信息；

d.利用精准区俯仰角度信息和测量获得的目标距离信息获得俯仰精准区高度信息，对俯仰精准区高度信息进行卡尔曼滤波获得俯仰精准区高度滤波结果和高度变化率；

e.利用俯仰精准区高度滤波结果和高度变化率获取俯仰抖动区高度信息，利用目标距离信息和俯仰抖动区高度信息，获得抖动区俯仰角度信息。

进一步的，所述划分俯仰精准区和俯仰抖动区的方法，具体为：

将相邻的K个测量点作为样本统计区，采用滑窗方式，依次将新测量点加入样本统计区，自动剔除第K+1个测量点，设定精准区阈值，计算样本统计区内测量点的标准差估计值，如标准差估计值小于精准区阈值，则新测量点划为俯仰精准区，否则为新测量点划为俯仰抖动区，遍历所有测量点完成划分；其中K为正整数。

进一步的，所述预处理，具体为：

对测量点对应的俯仰测量值进行M次采样，对每个采样内的N个俯仰角测量值求均值，再对M个均值采用最小二乘拟合，获得测量点的预处理结果。使用降采样最小二乘拟合进行预处理，以减少俯仰测量值在短时间内的抖动情况，提高了计算效率。

进一步的，对预处理结果进行常速度模型的卡尔曼滤波获得精准区俯仰角度信息：

建立状态观测方程：

其中，x_k为系统的状态向量，w_k-1为系统噪声，r_k为观测噪声即标准差估计值，H_k为观测矩阵，A_k为状态转移矩阵，z_k为观测值即预处理结果；

进而通过下列公式组，估计系统状态，