[发明专利]四天线双向干涉延迟多普勒高度表地形特显点定位方法

说明书

本发明公开了一种四天线双向干涉延迟多普勒高度表地形特显点定位方法，主要是解决现有方法测高精度和地面分辨率较低的问题。其实现步骤是：1)建立四天线双向干涉延迟多普勒高度表的回波信号模型；2)计算回波信号噪声功率和检测门限；3)划定干涉窗，获取所有幅值高于检测门限的地面单元；4)选取特显点，选择没有混叠的地面单元；5)提取干涉相位，得到地面单元相对于天线阵列法线的夹角及其与航向的夹角；6)根据干涉窗内特显点相对于天线阵列法线的夹角及其所在多普勒通道的中心与航向的夹角，估计其三维坐标。本发明提高了雷达高度表的测高精度和分辨率，提供的三维坐标信息精确，可用地形匹配时对目标的定位。

技术领域

本发明涉及雷达技术领域，特别涉及一种四天线双向干涉延迟多普勒高度表地形特显点定位方法，可用于地形匹配时对目标的定位。

背景技术

雷达高度表主要的用途之一是用于地形匹配。而传统雷达高度表的测高精度和地面分辨率都较低，无法得到较高的定位精度。

美国研发的机载双天线干涉延迟多普勒雷达高度表系统，装备了两个垂直航线分布的天线，在延迟多普勒处理的能力之外还增加了干涉测角能力。由于干涉相位与地面散射回波相对于天仙阵的角度有关，利用干涉相位信息，将为提高基于回波前沿的高度估计精度提供额外的辅助手段。但是，美国研发的干涉延迟多普勒雷达高度表系统仅为双天线系统，由于航线左右两侧的距离相等的地面单元的回波信号将重叠在一个距离单元内，这种双天线系统难以有效提取地面单元的角度信息，无法区分航线左右两侧的等距地面单元的位置信息，进而影响雷达高度表在垂直于航向方向上的分辨率提高，导致匹配定位的精度低，不能满足地形匹配的需求。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种四天线双向干涉延迟多普勒高度表地形特显点定位方法，以提高雷达高度表的测高精度和沿航向的分辨率，进而满足地形匹配的需求，提高地形匹配时的定位精度。

为实现上述目的，本发明的技术方案包括如下：

(1)建立四天线双向干涉延迟多普勒高度表的信号模型，即先将垂直于航迹方向的三个天线等间距排列，天线之间的间距为d_a，再在垂直于中间天线的航迹反方向上设置第四个天线，第四个天线与先放置的中间天线之间的距离为d_c，这四个天线距离地面的高度为H米，H100，d_a0，d_c0；

(2)通过垂直于航迹方向上排列的三个天线里面的中间的天线发射信号，四个天线同时接收回波信号；

(3)对回波信号中的噪声功率进行估计，并根据噪声功率和检测概率P_fa计算检测门限U_T；

(4)在回波信号中搜索高于检测门限U_T的峰值点，从峰值点位置的距离单元开始，向回波前沿和后沿搜索，当出现信号幅度小于检测门限U_T的距离单元时停止搜索，接着划定干涉窗，该干涉窗包括所有信号幅度值高于检测门限U_T的距离单元；

(5)在干涉窗内进行特显点的选取，即选择没有混叠的地面单元；

(6)通过干涉处理计算第m号多普勒通道的中心多普勒频率对应的第n个距离单元对应的地面单元相对于航迹方向的夹角δ(m,n)和第m号多普勒通道的中心多普勒频率对应的第n个距离单元对应的地面单元相对于天线阵列法线的夹角θ(m,n)：

δ(m,n)＝arcsin{λ[angle(s₄(m,n)·s₁(m,n)^*)]/2·2πd_c}，