[发明专利]一种宽带复合双基地雷达锥体目标物理尺寸估计方法

摘要

一种宽带复合双基地雷达锥体目标物理尺寸估计方法，该方法有七大步骤。步骤一：建立复合双基地雷达观测模型；步骤二：获取单/双基地一维距离像；步骤三：提取单/双基地散射中心位置；步骤四：利用目标对称结构求解中间变量；步骤五：利用跟踪数据估计双基地角；步骤六：联合求解锥体高度和底面半径；步骤七：连续观测求平均值。本发明直接获得的是目标物理尺寸，不受目标姿态的影响，特征稳定，方法简单实用，有利于快速微动目标的特征提取。

主权项

一种宽带复合双基地雷达锥体目标物理尺寸估计方法，其特征在于：该方法的具体步骤如下：步骤一：建立复合双基地雷达观测模型以锥体目标底面中心为原点建立直角坐标系，根据目标对称特性设定观测的单/双基地散射中心位置，即获得单/双基地一维距离像雷达观测模型；步骤二：获取单/双基地一维距离像对运动补偿后的目标回波进行处理，采用超分辨方法获得单/双基地一维距离像；步骤三：提取单/双基地散射中心位置采用峰值检测法提取单/双基地一维距离像中的散射中心，分别构建方程组；根据单基地一维距离像提取目标三个散射中心位置参数为(Δ₁，Δ₂，Δ₃)，获得三个方程：$\left\{\begin{array}{c}{R}_T+l{\mathrm{cos\β}}_T={\mathrm{\Δ}}_1\\ R_T-l{\mathrm{cos\β}}_T={\mathrm{\Δ}}_2\\ R_T-h{\mathrm{sin\β}}_T={\mathrm{\Δ}}_3\end{array}\right.---\left(1\right)$式中的符号分别说明如下：R_T为T/R站与目标质心的距离，l为锥体底面半径，h为锥体高度，β_T为T/R站俯仰角，Δ₁，Δ₂，Δ₃分别为散射中心C、B、A对应的距离；根据双基一维距离像提取目标三个散射中心位置参数为(Δ₄，Δ₅，Δ₆)，获得三个方程：式中的符号分别说明如下：R_R分别为R站与目标质心的距离，为T/R站视线与散射中心D位置矢量间的夹角∠DOT，为R站视线与散射中心D位置矢量间的夹角∠DOR，Δ₄，Δ₅，Δ₆分别为散射中心D、E、A对应的双基地距离；步骤四：利用目标对称结构求解中间变量锥体目标底面边缘散射中心具有对称性，据此抵消掉一些参数，从而求解出一些中间变量；利用锥体目标对称结构，分别求解中间变量(T₁，T₂，T₃，T₄)如下所示：$\left\{\begin{array}{c}{T}_1=\frac{{\mathrm{\Δ}}_1-{\mathrm{\Δ}}_2}{2}\\ T_2=\frac{{\mathrm{\Δ}}_1+{\mathrm{\Δ}}_2-2{\mathrm{\Δ}}_3}{2}\\ T_3=\frac{{\mathrm{\Δ}}_4-{\mathrm{\Δ}}_5}{2}\\ T_4=\frac{{\mathrm{\Δ}}_4+{\mathrm{\Δ}}_5-2{\mathrm{\Δ}}_6}{2}-\frac{{\mathrm{\Δ}}_1+{\mathrm{\Δ}}_2-2{\mathrm{\Δ}}_3}{2}\end{array}\right.---\left(3\right)$式中的符号说明如下：T₁，T₂，T₃，T₄分别为四个中间变量；于是，得到四个方程：步骤五：利用跟踪数据估计双基地角先通过跟踪获得目标与发射站、接收站间的距离；然后利用三角关系获得双基地角估计值，从而获得一个由空间角度关系确定的辅助方程，该方程是：cosβ＝sinα_Rcosβ_Tcosβ_R+sinβ_Tsinβ_R   (5)式中的符号说明如下：β为双基地角，α_R和β_R分别为R站视线的方位和俯仰角；步骤六：联合求解锥体高度和底面半径联合步骤四和步骤五中的方程(4)(5)，求解得到锥体高度和底面半径；该底面半径为:$\tilde{l}=\sqrt{\frac{T_3^2-T_1^2{(1+\frac{T_4}{T_2})}^2}{4{\cos }^2(\mathrm{\β}/2)-{(1+\frac{T_4}{T_2})}^2}}---\left(6\right)$该锥体高度为:$\tilde{h}=\frac{T_2\tilde{l}}{\sqrt{{\tilde{l}}^2-T_1^2}}---\left(7\right)$式中的符号说明如下：分别为底面半径和锥体高度估计值；步骤七：连续观测求平均值通过连续观测，多次估计后统计平均，获得更高的估计精度。