[发明专利]基于地形信息的米波雷达低仰角估计方法

摘要

本发明公开了一种基于地形信息的米波雷达低仰角估计方法，主要解决当反射面不平坦时，现有利用地形信息的RML算法精度较低的问题，其实现步骤是：1)设定天线架设高度的初值与仰角搜索范围；2)获取多径信号仰角、擦地角与目标仰角几何关系；3)获取多径信号反射点高度与天线架设高度；4)采用精确最大似然RML算法进行目标仰角估计，求出目标仰角的中间估计值5)更新天线架设高度；6)重复执行3)～5)，得到最终的目标仰角估计值与天线架设高度hr。本发明与现有不经过迭代的利用地形信息的RML算法相比，在低仰角的情况下，能提高测角精度，可用于反射面不平坦时米波雷达低仰角情况下的目标仰角测量。

主权项

1.一种基于地形信息的米波雷达低仰角估计方法，包括如下步骤：(1)设定天线架设高度的初值与仰角搜索值：令反射点高度的初始值为h_b＝0，天线中心到其地面投影点的距离为h_r0，则天线架设高度的初值为h_r＝h_r0‑h_b，仰角搜索值为θ₁＝θⁿ,n＝1,2,...,N，其中N为仰角搜索值的个数；(2)设θ₂为多径信号仰角，θ₃为多径信号在地面反射时的擦地角，根据多径反射模型的几何关系得到：θ₁≈θ₂≈θ₃；(3)计算天线架设高度：(3a)计算天线中心的地面投影点到反射点的距离为：G₁＝h_r/tan(θ₃)＝h_r/tan(θ₁)；(3b)利用G₁与目标的方位信息从地形信息中取出多径信号反射点的高度值计算天线架设的高度：其中，n＝1,2,…N；(4)采用精确最大似然RML算法进行目标仰角估计，求出目标仰角的中间估计值(4a)设米波阵列雷达接收的信号为x，令为N个仰角搜索值对应的天线架设高度的集合；(4b)计算用于搜索的复合导向矢量w：其中a(θ₁)表示目标在直达信号θ₁方向上的导向矢量，ρ为反射系数，R_d为目标到雷达的直线距离，为多径信号与直达波信号之间的相位差；(4c)计算RML算法的似然函数值：其中H表示复共轭转置；(4d)由似然函数得到目标仰角的中间估计值为：其中θ^m表示第m个仰角搜索值；(5)将天线架设高度更改为为(4a)中天线架设高度集合中的第m个值，重复步骤(3)～步骤(4)进行迭代，直到相邻两次迭代结果中的多径信号反射点高度值相同时结束迭代，得到最终的目标仰角估计值与天线架设高度h_r。