[发明专利]基于雷达多普勒数据的弹丸章动角提取方法

摘要

本发明涉及一种基于雷达多普勒数据的弹丸章动角提取方法，其特征在于，具体步骤如下：雷达尾追布站，架设在火炮或火箭炮的侧后方，对飞行的炮弹或火箭弹进行跟踪测量，质心径向速度估计；微动速度计算；进动周期提取；速度矢量解算；计算弹丸章动角；其有效地解决了远距离条件下，飞行弹丸章动角测量的难题，旋转弹丸在空气中的运动除了质心运动外还存在进动、章动等相对于质心的微小运动；微小运动对雷达信号产生周期性调制，此即微多普勒效应。雷达测量所得的径向速度内数据中含有章动等微动信息，对其进行处理可以得到弹丸的章动角曲线，并通过建立的微动速度方程，获得弹丸的章动角。

主权项

1.基于雷达多普勒数据的弹丸章动角提取方法，其特征在于具体步骤如下：步骤一：雷达尾追布站，架设在火炮或火箭炮的侧后方，对飞行的炮弹或火箭弹进行跟踪测量，获取基本测量参数距离R、方位角A、俯仰角E和径向速度；步骤二：质心径向速度估计；散射中心瞬时径向速度的等间隔时间序列可以表示为式中，为质心径向速度，为微动速度，为随机分量，L为整个序列的长度；、变化较快，对应瞬时径向速度序列的高频分量，变化较慢，对应于序列的低频分量；采取数据拟合的方法估计出弹丸的质心径向速度；步骤三：微动速度计算；散射中心的径向速度与估计的质心径向速度之差为微动速度；步骤四：进动周期提取；带有噪声的微动速度，其自相关函数为式中，为微动速度的自相关函数，为噪声的自相关函数；与有相同的周期成分，通过周期求取角频率；步骤五：速度矢量解算；目标在三个方向上的速度分量式中，为方位角速度，为俯仰角速度；弹道切向速度的大小为：速度高低角为步骤六：计算弹丸章动角， 旋转弹丸在空间飞行，弹轴会围绕质心速度方向旋转，形成周期渐变的进动；弹轴与速度矢量所决定的平面内，弹轴与速度矢量之间的夹角称为章动角；分别建立地面坐标系、基准坐标系、弹道坐标系和进动坐标系；尾追布站测量方案，雷达方位角和速度方向角近似为0，散射中心的径向速度为 式中，为弹丸质心相对于雷达的径向速度，为弹轴在进动坐标系中的相位；为进动引起的微动速度，此式即为微动速度方程；解微动方程，可得弹丸的章动角。