[发明专利]基于恒定加速度的距离多普勒耦合效应评估方法和系统

说明书

本发明公开了一种基于恒定加速度的距离多普勒耦合效应评估方法和系统中，该方法给目标设置一个恒定加速度以保证其运动速度、距离变化的稳定性，通过线性调频脉冲压缩雷达即雷达装置在多个距离模式与多个频点下获得目标回波信号的速度、距离测量值后，对速度一阶拟合、距离二阶拟合分析，进一步计算得到距离多普勒耦合效应的影响大小，实现对线性调频脉冲压缩雷达测距多普勒耦合效应的评估。

技术领域

本发明涉及雷达距离多普勒耦合效应评估技术领域，具体涉及一种基于恒定加速度的距离多普勒耦合效应评估方法和系统。

背景技术

脉冲压缩体制雷达具有较高的距离分辨率、相对较远的作用距离，其中，线性调频信号因具有对多普勒频移不敏感的优点，使得线性调频脉冲压缩成为最广泛使用的脉冲压缩技术。但线性调频脉冲压缩雷达的固有缺陷就是会产生距离多普勒耦合效应，即脉冲压缩匹配滤波器输出响应会出现与多普勒频移成正比例的附加延时。

为保证线性调频脉冲压缩雷达测距测速的精度，需要对距离多普勒耦合效应进行评估，消除附加延时产生的距离误差。常用的距离多普勒耦合效应评估检测方法是建立“时间戳”，按时间戳保存目标运动数据，在雷达探测试验获得的目标距离与速度测量信息后，通过“时间戳”将目标运动数据与雷达探测数据进行对比拟合，从而计算出雷达探测距离多普勒耦合效应产生的测量误差。

通过专利检索，检索出相关专利2项，其中《一种双基地雷达高精度测距装置及方法》(专利申请号：201810923939.3专利公开号：CN108957433A)公开了一种双基地雷达高精度测距装置及方法，该方法通过对双基地测距模块接收高精度速度、距离信息，从而进行解算距离多普勒耦合。该方法通过双基地雷达提高测速精度来测得距离多普勒耦合，但对单基雷达并不适用。《一种雷达性能预测模型建立方法及装置》(专利申请号：201810276761.8专利公开号：CN108535707A)公开了一种雷达性能预测模型建立方法及装置，该方法获取原先采集的原始数据，根据数据的时间戳来建立样本数据，再利用机器学习算法对样本数据进行训练从而建立预测模型实现对距离的预测，继而实现对距离多普勒耦合效应的分析，该方法需要统计大量数据样本且在在真实的雷达探测中无法运用。

通过论文检索，检索到2篇相关论文，其中《测量雷达的距离多普勒耦合修正方法研究》通过采用差分GPS数据获取不同时刻下目标相对雷达的径向速度，从而算得目标相对雷达的距离误差，但该方法本身就引入了GPS测量误差且实测采用了飞机模拟目标，成本高，可操作性差。《距离多普勒耦合对雷达滤波精度影响分析》从α-β-γ滤波入手分析距离多普勒耦合效应对滤波精度的影响，提高了雷达信号处理过程中的滤波精度，但未对雷达测距测速的距离多普勒耦合效应进行精确分析。

以上2种专利与2篇论文的对雷达测距的距离多普勒耦合效应评估根本原理主要是通过实际采样建立样本数据或理论拟合目标数据并建立“时间戳”，在雷达获得目标探测速度与距离信息后，按照“时间戳”将2组数据进行对比拟合，从而获得雷达探测距离的误差，以评估距离多普勒耦合效应对雷达测距带来的影响，但是以上方法均无法确保样本数据或模拟数据的稳定性，仍然会引入样本误差或理论误差，且时间戳一般都是不连续的，无法满足高精度测量要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于恒定加速度的距离多普勒耦合效应评估方法和系统，该方法通过给目标设定一个恒定的运动加速度，从而能够保持目标速度变化与距离变化的稳定性，无需“时间戳”，提高了数据分析可靠性、降低了评估分析复杂度；此外，目标以恒定的加速度运动，根据时间获得目标相对雷达的实时距离与速度，可以根据雷达探测的目标信息，用二阶拟合法及时迅速地实现对运动目标测距的距离多普勒耦合效应评估。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种基于恒定加速度的距离多普勒耦合效应评估方法，包含：

S1、射频信号模拟源设置待接收的雷达信号处理组件的主振信号的周期、中心频率、带宽和目标的恒定加速度；