基于多发单收的无源雷达定位跟踪系统及定位跟踪方法

摘要

本发明公开了一种基于多发单收的无源雷达定位跟踪系统。主要解决在无源雷达在外辐射源非均匀分布及距离测量误差较大情况下目标定位跟踪精度差的问题。该系统由参考天线、信号天线、接收机、信号处理机、恒虚警检测与航迹处理模块和定位跟踪模块组成。信号天线采用水平极化天线，接收目标回波和多径信号，该接收信号经接收机滤波放大，由信号处理机完成模拟信号的AD转换、数字下变频、杂波相消和距离-多普勒二维相关运算，并从运算结果中检测原有航迹上或新航迹上的目标；最后进行多站信息配对、目标定位跟踪及显示。本发明可在外辐射源分布不均匀以及距离测量误差大的情况下，实现目标的精确定位跟踪。

主权项

1.一种基于多发单收的无源雷达定位跟踪系统，包括参考支路和信号支路，参考支路包括参考天线和接收机A，用于分别接收来自多个机会照射源的直达波D_i；信号支路包括接收机B，用于接收目标的回波信号；其特征在于信号支路还包括：信号天线，接收由目标反射的调频广播台信号R_i以及多径信号Z_i；信号处理机，用于将接收机A和接收机B输出的模拟中频信号变换到基带数字域上，分别得到数字基带直达波信号ref_i和数字基带回波信号sig_i+Z_i，并利用此直达波信号ref_i和回波信号sig_i+Z_i依次进行自适应杂波相消、匹配滤波和距离-多普勒二维相关运算，该二维相关运算的运算结果y_i(f_d,t)输出到恒虚警检测与航迹处理模块，f_d表示多普勒值；恒虚警检测与航迹处理模块，用于对信号处理机输出的距离-多普勒二维相关运算结果y_i(f_d,t)进行恒虚警检测和航迹处理，得到目标距离多普勒航迹信息，f_d表示多普勒值；并对航迹信息进行修正补偿，将补偿后的结果输出给定位跟踪模块；所述恒虚警检测与航迹处理模块包括：点迹与航迹关联子模块，将距离-多普勒二维相关后输出的结果y_i(f_d,t)中超过给定检测门限的点与原有目标航迹进行关联，如果该点处于设定的关联门限内，则判断为检测到原有航迹上的目标，并将结果输送到多普勒修正补偿子模块中，否则，将目标点送至航迹起始子模块；航迹起始子模块，采用滑窗法对点迹与航迹关联子模块送来的目标点进行航迹起始判断，若判断有新的航迹形成则输出目标航迹给多普勒修正补偿子模块，否则，对目标点做舍弃处理；航迹消亡子模块，用于判断已经建立的航迹中哪些是需要继续跟踪的有效航迹，哪些是已经丢失目标而需要结束的航迹；当某条航迹连续丢点数超过用户设定的撤销门限时，认为目标超出探测范围，航迹撤销；否则，航迹维持；多普勒修正补偿子模块，利用距离信息的连续性和短时间内目标速度近似不变的特性，利用前一时刻的距离多普勒信息推算缺失时刻的距离值，以弥补目标距离多普勒航迹的短暂的中断，对已建立的航迹进行修正补偿；定位跟踪模块，利用恒虚警检测与航迹处理模块求出的目标航迹信息，依次完成多站信息配对、目标位置信息解算和跟踪初始化，并通过扩展卡尔曼滤波方法进行跟踪定位，得到目标精确的位置信息