基于多参数交替搜索的米波雷达低仰角测高方法

摘要

本发明公开了一种基于多参数交替搜索的米波雷达低仰角测高方法，主要解决现有技术对起伏阵地测高误差较大的问题。其实现步骤：从雷达回波中提取目标信号，得到目标信号的协方差矩阵；用直达导向矢量和反射导向矢量计算合成导向矢量；对直达波俯仰角进行估计，得到估计值；对反射波俯仰角进行估计，得到估计值；对地面反射系数幅度、地面反射系数相位、直达波俯仰角和反射波俯仰角进行交替搜索，得到各参数的估计值；判断交替搜索是否结束；对直达波俯仰角进行搜索，得到直达波俯仰角的估计值即目标的精确仰角；得到目标高度。本发明不依赖精确的雷达阵地海拔参数，增强了雷达对阵地的适应能力，提高了测高精度，可用于目标定位和跟踪。

主权项

1.一种基于多参数交替搜索的米波雷达低仰角测高方法，包括以下步骤：1）从雷达回波中提取目标信号，并对该目标信号进行杂波对消和干扰对消处理，得到对消后的目标信号，进而求得目标信号的协方差矩阵2）使用直达波导向矢量a(φ_d)和反射波导向矢量a(φ_s)计算合成导向矢量a_s，并得到合成导向矢量的投影矩阵并设定地面反射系数幅度A_ρ、地面反射系数相位θ和反射波俯仰角φ_s的初始值，及对直达波俯仰角φ_d、反射波俯仰角φ_s、地面反射系数相位θ和地面反射系数幅度A_ρ分别进行搜索时的搜索范围；3）根据设定的地面反射系数幅度A_ρ、地面反射系数相位θ和反射波俯仰角φ_s的初始值，对直达波俯仰角进行最大似然估计，得到直达波俯仰角的估计值φ_d0；4）根据设定的地面反射系数幅度A_ρ、地面反射系数相位θ和得到的直达波俯仰角估计值φ_d0，对反射波俯仰角进行最大似然估计，得到反射波俯仰角的估计值φ_s0；5）对地面反射系数相位θ、地面反射系数幅度A_ρ、直达波俯仰角φ_d和反射波俯仰角φ_s进行交替搜索：5a）设定交替搜索次数N₀和搜索精度δ；5b）对地面反射系数相位θ进行搜索，得到合成导向矢量的投影矩阵根据合成导向矢量的投影矩阵和目标信号的协方差矩阵对地面反射系数相位θ进行最大似然估计，得到地面反射系数相位的估计值θ₀；5c）对地面反射系数幅度A_ρ进行搜索，得到合成导向矢量的投影矩阵根据合成导向矢量的投影矩阵和目标信号的协方差矩阵对地面反射系数幅度A_ρ进行最大似然估计，得到地面反射系数幅度的估计值A_ρ0；5d）对直达波俯仰角φ_d进行搜索，得到合成导向矢量的投影矩阵根据合成导向矢量的投影矩阵和目标信号的协方差矩阵对直达波俯仰角φ_d进行最大似然估计，得到直达波俯仰角的估计值φ_d0；5e）对反射波俯仰角φ_s进行搜索，得到合成导向矢量的投影矩阵根据合成导向矢量的投影矩阵和目标信号的协方差矩阵对反射波俯仰角φ_s进行最大似然估计，得到反射波俯仰角的估计值φ_s0；6）判断是否达到搜索精度或循环次数，如果达到两者中的任何一个，则转到步骤7）操作，否则转到步骤5）操作；7）对直达波俯仰角φ_d进行最大似然估计，得到目标精确仰角进而求得目标高度：$h_t=R_t\sin \left({\hat{\phi }}_d\right)+h_r+{\left(R_t\cos \left({\hat{\phi }}_d\right)\right)}^2/\left(2\mathrm{re}\right),$其中R_t为目标和雷达之间的距离，h_r为天线架高，re为地球的等效半径。