[发明专利]一种基于浮标地理信息的天波超视距雷达坐标配准方法

说明书

本发明涉及雷达探测技术，具体涉及一种基于浮标地理信息的天波超视距雷达坐标配准方法，包括接收远海的待探测目标所在区域的浮标返回的探测信号并根据所接收探测信号反演出电离层电子浓度结构模型；其中，探测信号为经过电离层反射区域反射后返回至短波发射站的信号，且电离层反射区域为能将短波辐射至待探测目标所在区域的电离层区域；基于反演得到的电离层电子浓度结构模型，利用三维射线追踪法追踪计算在雷达工作频率下短波发射站接收的回波仰角和回波方位角的群路径大小，并计算在不同模式下群路径和大地距离；利用已知高频信标返回的坐标信息修正大地距离。该方法构建的电离层模型更加准确，进而可以提高目标的定位精度。

技术领域

本发明属于雷达探测技术领域，尤其涉及一种基于浮标地理信息的天波超视距雷达坐标配准方法。

背景技术

天波超视距雷达是利用电波在电离层折射的方法观测目标，但是雷达所收到的目标回波时延所表征的是目标离雷达站的“虚距”，即雷达电波群时延和光速的乘积，因此，为了得到雷达目标的实际位置，必须将目标群路径群时延和射线方位角转换为地理坐标，也就是说需要把由雷达回波得到的雷达坐标系下的坐标转换为实际地理坐标系下的目标位置，这一过程叫做坐标配准。

天波超视距雷达坐标配准系统通过建立目标回波信号和目标真实地面位置的对应关系，为天波超视距雷达目标定位、模式识别、航迹连接提供支持和保证，坐标配准系统既可以作为天波超视距雷达频率管理系统的一个功能模块，也可以与雷达目标定位和跟踪处理系统相结合，提高天波超视距雷达数据处理的能力和精度。

目前，坐标配准采用的是发表于《弹箭与制导学报》2005年第S5期“天波超视距雷达坐标配准方法”，孔敏、王国宏等”提供的基于球面量测模型的坐标配准方法，但是，由于电离层存在不同方式和不同程度的扰动，容易产生一个目标出现多个群时延的情况，雷达接收到多个回波而不能够正确判断每个回波的传播模式，导致坐标配准和模式识别的工作变得困难，使配准精度下降。因此，现有技术存在天波超视距雷达坐标配准的精度不高的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于浮标地理信息的天波超视距雷达坐标配准方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于浮标地理信息的天波超视距雷达坐标配准方法，该方法应用于双程斜向返回探测系统，系统包括：短波发射站、位于照射区域内的浮标；具体步骤如下：

步骤1、接收远海的待探测目标所在区域的浮标返回的探测信号并根据所接收探测信号反演出电离层电子浓度结构模型；其中，探测信号为经过电离层反射区域反射后返回至短波发射站的信号，且电离层反射区域为能将短波辐射至待探测目标所在区域的电离层区域；

步骤2、基于反演得到的电离层电子浓度结构模型，利用三维射线追踪法追踪计算在雷达工作频率下短波发射站接收的回波仰角和回波方位角的群路径大小，并计算在不同模式下群路径和大地距离；

步骤3、利用已知高频信标返回的坐标信息修正大地距离。

在上述的基于浮标地理信息的天波超视距雷达坐标配准方法中，步骤1的实现包括：

步骤1.1、接收远海的待探测目标所在区域的浮标返回的探测信号；

步骤1.1.1、短波发射站向电离层反射区域辐射短波；

步骤1.1.2、浮标上设有接收天线以及与接收天线通信连接的应答机，在应答机接收到短波发射站发射的短波后，向电离层发射探测信号，以使探测信号经过电离层的反射达到短波发射站；

步骤1.2、根据所接收探测信号反演出电离层电子浓度结构模型；

步骤1.2.1、接收远海的待探测目标所在区域的浮标返回的信号，获取电离层的垂测电离图、电离层反射区域的斜测电离图、电离层历史数据与预报数据；