不变量嵌入法解速度模糊的改进与实现

针对某型低重频单脉冲测量雷达测速回路存在速度模糊值经常解不出来的问题,通过分析速度解模糊的原理,提出基于“不变量嵌入法”全数字改进的解速度模糊方法。将测速回路中的速度滤波值、速度预测值及速度微分值经过处理后,代入真实测距回路之外自建的一组测距回路中;经过一定时间的迭代后,对测距回路的距离微分采用最小均方误差法进行估计,解出速度模糊根数,采用实时校验对测速结果进行监测和修正。通过仿真和实际跟踪测量验证了该方法的有效性,并在某型高精密脉冲雷达系统中得以实际应用。     

LFM雷达对临近空间高超声速目标的跟踪研究

针对临近空间高超声速目标跟踪的问题,提出了一种ECEF坐标系下基于径向速度补偿和相邻时刻目标量测对消处理的高超声速目标跟踪算法.首先,充分分析了目标高超声速运动对雷达探测跟踪的影响,并在此基础上合理构建了目标高超声速运动下的量测模型,以避免模型失配所引起的滤波发散问题;其次,利用解模糊处理后的径向速度估计对目标高超声速运动引起的高动态偏差做近似补偿,以将问题转换为低系统偏差下的状态估计问题,最后,通过基于相邻时刻目标量测对消处理的单雷达量测方程构建,可有效回避低系统偏差存在下的航迹关联问题,进而实现临近空间高超声速目标的可靠跟踪.仿真结果表明,与现有的临近空间目标跟踪算法相比,该算法具有较高的定位跟踪精度.     

基于多普勒耦合估计的弹道目标测距方法

反导预警与空间监视雷达通常采用高频段、大脉宽探测远距离目标,此时距离多普勒耦合对于雷达精确测距有较大影响。同时,距离多普勒耦合的准确修正是稳定跟踪目标的必要条件,然而传统的处理方法不能适用于弹道目标等高机动目标的准确处理。本文提出了基于多普勒耦合估计的弹道目标高精度测距方法：首先采用旁路速度-加速度估计方法求解目标的径向速度,对目标测量距离进行距离多普勒耦合修正,再进行IMM-UKF滤波完成目标距离估计。该方法具有以下优势：利用当前帧的测量数据,同时考虑了目标径向加速度对于耦合的影响,提高了距离和速度的估计精度;相比跟踪时增加测速波形的方法,节约了雷达的资源,同时避免了速度测量与航迹误关联的问题;距离和速度的精确估计能够提升航迹关联成功率。仿真实验中与传统的距离多普勒耦合处理方法进行了比较,实验结果显示该方法大幅提高了雷达测距的精度。     

一种利用径向速度量测的航迹起始新算法

连续波雷达的测距精度较差,只利用目标的位置量测进行航迹起始的传统方法效果有限.但连续波雷达还能提供高精度的径向速度量测,因此推导了目标径向速度与方位角和航向角之间的关系式,进而建立了2种径向速度波门,结合位置扇形波门,确定了一种利用径向速度量测的航迹起始新算法.仿真结果表明,对低测距精度的目标,该算法航迹起始效果要大大优于单一位置波门算法的航迹起始效果.     

一种低重频脉冲雷达的速度解算方法

低重频脉冲雷达因其脉冲重复频率低,测速时会产生严重的速度模糊,需要找到一种方法,让低重频脉冲雷达具备测速功能。文中提出一种低重频脉冲雷达的速度解算方法,利用FFT实现8通道窄带滤波器组,然后通过参差、速度差值、速度估计实现测速。仿真验证了该算法的有效性。     

一种高脉冲重复频率雷达微弱目标检测跟踪方法

针对高脉冲重复频率(PRF)雷达对微弱目标的检测跟踪问题,该文提出一种雷达测距模糊条件下基于检测前跟踪(TBD)的微弱目标跟踪方法.该算法借用TBD的思想精髓,对于每一时刻的量测,既不进行目标有无的检测也不解距离模糊,而是将目标检测和解距离模糊统一在目标真实航迹的获取中.首先通过批处理把目标的模糊量测在所有模糊区间进行多假设扩展,从而提取量测的时空相关信息;然后基于目标真实航迹在时空上的连续性和不同PRF量测之间的相关性,通过TBD方法得到目标航迹,同时实现解距离模糊.与同类研究相比,该方法将微弱目标解距离模糊问题统一到目标航迹的检测确认过程中,避免了低信噪比(SNR)造成的航迹漏检,为实现高脉冲重复频率雷达微弱目标的检测跟踪提供了一种新的思路.最后,通过仿真验证了该算法的有效性.     

一种高精度窄带相推测距方法

本文通过研究雷达回波信号特性,分析窄带信号相位信息,利用常规处理获得的速度和距离粗估计值辅助相推测速测距实现解模糊,获得高精度的速度值和距离变化值.采用游标测距方式实现窄带雷达跟踪目标距离估计,并通过宽窄带结合或包络估计距离样本处理等方式提高基准距离精度,从而利用窄带相推测距技术实现目标距离高精度测量.该方法在窄带跟踪...     

空间目标双基地ISAR成像的速度补偿研究

以空间目标双基地ISAR成像为背景,研究了空间目标双基地速度估计与速度补偿问题。首先推导了高速空间目标宽带LFM信号双基地回波表达式,针对中频直接采样匹配滤波非相参双基地ISAR,研究了高速运动对二维成像的影响,通过目标双基地速度估计,构造补偿相位项,实现高速目标双基地回波速度补偿。在分析双基地测速误差对速度补偿及二维成像影响的基础上,提出了窄带测距粗测速度解模糊与窄带回波时频分析精测速度相结合的空间目标双基地径向速度估计方法。仿真表明了分析的正确性。     

基于双重UKF的低信噪比LMF信号频移估计

针对通常利用的匹配滤波法确定的频移-延时模糊函数对低信噪比雷达LFM信号频移参数估计的不足,提出基于UKF的解决方法。该方法首先建立LFM信号瞬时频率的线性状态方程和非线性测量方程,采用双重UKF分别对状态变量、测量值和频移参数进行估计和滤波。仿真结果证明此方法有效。     

一种改进的多普勒雷达跟踪算法

多普勒雷达能够获得目标位置量测的同时,还能获得多普勒量测,即目标径向速度.为解决多普勒雷达量测处理算法过程复杂、计算量大的问题,本文提出一种用不敏卡尔曼滤波处理多普勒量测的改进方法对多普勒雷达量测直接在混合坐标系下进行非线性滤波,实现过程简单,计算量小.仿真结果表明该算法能够达到序贯扩展卡尔曼滤波和序贯不敏卡尔曼滤波算法的状态估计精度,并且明显改善估计的一致性.     

低信噪比下脉冲重复周期渐变波形的相推测速实现

相推测速技术可以实现相位量级的测量精度,但是其存在准确提取相位和解相位模糊两大难点.本文提出了针对低信噪比条件下脉冲重复周期渐变波形的相推测速实现方法.首先,建立了考虑脉冲重复周期渐变波形的回波模型;然后介绍了基于包络测速解相位模糊的相推测速模型;进而为了提高相推测速在低信噪比条件下的适用性,分别提出了回波相位提取值修...     

LFMCW雷达高速目标速度解模糊新方法

线性调频连续波（LFMCW）雷达中高速的直升机目标将产生速度模糊。为了解决高速目标的速度模糊,提出了航迹关联的解模糊方法,通过对目标运动建模,计算目标平均速度,并用平均速度估算最大不模糊速度的系数,实现高速目标的解模糊。实例应用表明：该方法估算性能好、简单、可操作性强。     

基于频域超分辨的高速目标参数估计算法

针对宽带噪声雷达高速目标探测中参数估计性能与运算复杂度无法兼顾的问题,该文提出一种基于频域超分辨的参数估计算法。该算法通过设置不同固定时延得到多组含有不同相位信息的组合噪声调频信号,并对每组信号进行不含尺度变换的匹配滤波运算,以此来构造多普勒相位差组。根据多普勒相位差组与阵列信号处理的相似性,利用现代谱估计算法得到目标的速度信息,构造多普勒补偿函数进行包含尺度变换的匹配滤波运算估计出目标的距离信息。该算法可以在无需考虑多普勒色散的情况下估计出目标速度,整个运算过程仅需1次时域重构运算;当多普勒相位差组的固定时延及分组数选择合适时,其运算复杂度及参数估计性能皆优于曲面拟合的宽带互模糊函数算法。仿真结果验证了该算法的有效性。     

一种基于广域高分SAR/GMTI系统的高精度径向速度估计方法

方位向多通道广域高分合成孔径雷达运动目标指示（SAR/GMTI）系统的各通道回波存在多普勒模糊,参数估计时会出现严重的速度模糊。针对这一问题,本文提出了一种高精度无模糊径向速度估计方法。首先利用动目标Chirp傅里叶变换（CFT）后的空时谱在空间维度上无模糊的特点,在空域自适应滤波时避免了动目标模糊分量的影响,降低了算法所需通道数目;然后分别使用谱估计和Radon变换的方法估计基带径向速度和模糊数,最终得到高精度无模糊的径向速度。仿真结果验证了当待检测距离单元内存在多个运动目标时该方法的有效性。      

局域跟踪的测速雷达网量测融合弹道解算

 组网测速雷达覆盖地域较广,火箭飞行初始段,只有局域雷达网捕获目标,没有足够速度量测,无法独立解算弹道.本文利用测速雷达精度较低的角度量测,以交会方法先获得初步的目标位置估计作为伪定位量测,利用无迹卡尔曼滤波(UKF)将其与高精度速度量测融合对弹道进行估计.蒙特卡罗仿真表明,该方法可以弥补角度量测的精度,获得满足精度要求的弹道估计.     

机载雷达动态RCS测量区域选择问题

机载雷达目标动态RCS测量可以克服地面雷达动态测量方法无法获得目标下视角上RCS的不足,而测量区域的选择是研究该方法前首先应考虑的问题.推导了机载条件下信杂噪比对RCS测量误差影响的关系式;在讨论了地杂波的影响因素基础上,建立了机载雷达低脉冲重复频率工作时雷达回波信号的数学模型;最后仿真分析了地杂波的时域特性和不同测量区域内的信杂噪比随探测距离变化情况.仿真分析表明无杂波区是机载雷达低脉冲重复频率工作模式下对动态目标进行RCS测量的最佳区域.     

基于改进扩展卡尔曼滤波算法的空中目标跟踪

采用扩展卡尔曼滤波方法建立了雷达跟踪模型,对空中目标航迹进行滤波,为了减少雷达量测噪声的不稳定变化对系统跟踪性能的影响,对扩展卡尔曼滤波算法进行了改进,利用新息方差的计算来调整卡尔曼滤波器的增益。仿真结果表明,采用改进扩展卡尔曼滤波算法后,在雷达量测噪声发生大幅变化的情况下,经过滤波后的位置和速度误差仍然趋于稳定。表明该方法具有很好的滤波性能及跟踪精度,并可以提高空中目标航迹预测的精确性。