[发明专利]一种基于位置环滤波的速度环角跟踪的方法

说明书

本发明公开了一种基于位置环滤波的速度环角跟踪的方法，解决在运动载体平台上雷达角跟踪精度易受信噪比影响，或被干扰诱偏的问题。该方法首先通过天线接收目标回波并得到角误差信息，姿态测量设备和位置测量设备获取实时状态信息；然后由信号处理器对获取的回波、角误差信息及实时状态信息进行处理，得到雷达测量值在目标坐标系中的坐标；随后由信号处理器进行三维滤波，得到坐标的滤波值，并将该滤波值转换为伺服的角速度值；最后，信号处理器将角速度值发送至伺服，完成角度闭环控制。本方法解决了在运动载体平台上雷达角跟踪精度易受信噪比影响，或被干扰诱偏的问题，具有较强的抗干扰能力，计算量小，适合工程应用。

技术领域

本发明涉及一种速度环角跟踪的方法，特别是一种基于位置环滤波的速度环角跟踪的方法。

背景技术

对于跟踪雷达来说，不仅在探测区域能发现目标，还能确定目标的距离和二维角坐标位置，并在连续观测目标一段时间后，就能提供该目标的轨道或航迹，是其具备的主要功能。常用的跟踪雷达的天线波束通过获取角误差信号和使用一套闭环伺服系统，使得角误差信号最小来保持对目标的跟踪。

但在实际工作中，由于目标信噪比低，角误差信号受噪声影响严重，容易造成角度跟踪不稳定；另外，探测区域中杂波或干扰信号的存在，也可能造成角误差信号错误，造成角度跟踪偏离目标。因此，研究如何处理角误差信号来保持对目标的稳定角度跟踪，在该体制雷达的应用中具有重要意义。

传统的角度跟踪方法主要分为两种：

第一种是伺服工作在速度环路，根据获得的角误差信号，乘上比例系数，作为角速度值控制伺服转动，完成角度跟踪。该方法可对运动的载体平台进行解耦，可实现动平台条件下的雷达角度跟踪。

但该方法在实现中无法使用角度维滤波，跟踪精度受瞬时角误差信号影响大，因此容易受到噪声或干扰影响。

第二种是伺服工作在位置环路，根据获得的角误差信号，乘上比例系统，得到目标相对于雷达的偏角控制伺服，完成角度跟踪。

该方法面临的主要问题是：由于伺服工作在位置环路，无法利用陀螺对载体平台敏感出的角度信息进行解耦，这样在雷达位置环路跟踪过程中载体平台的姿态变化将直接叠加至雷达的测角结果中，即雷达测角为θ₁，闭环过程中，载体平台变化，实际目标角度变为θ₂，导致雷达无法跟踪上目标。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于位置环滤波的速度环角跟踪的方法，解决以往方法在实现中无法使用角度维滤波，跟踪精度受瞬时角误差信号影响大，因此容易受到噪声或干扰影响，由于伺服工作在位置环路，无法利用陀螺对载体平台敏感出的角度信息进行解耦，导致雷达无法跟踪上目标的问题。

一种基于位置环滤波的速度环角跟踪的方法的具体步骤为：

第一步搭建角跟踪系统

角跟踪系统，包括：目标模拟设备、天线、伺服、姿态测量设备、位置测量设备和信号处理器。

目标模拟设备输出端与天线输入端导线连接；天线输出端与信号处理器输入端1导线连接；姿态测量设备输出端与信号处理器输入端2导线连接；位置测量设备输出端与信号处理器输入端3连接；信号处理器输出端与伺服输入端导线连接。

第二步天线接收目标回波并得到角误差信息

目标模拟设备在预定角度下释放目标回波，天线对和通道、方位通道和俯仰通道接收到的回波信号进行处理，得到方位角误差信息AZ_err、俯仰角误差信息EL_err，并上报给信号处理器。

第三步姿态测量设备和位置测量设备获取实时状态信息