一種雙基地mimo雷達跟蹤定位及欺騙干擾識別方法
【專利摘要】該發(fā)明公開了一種雙基地MIMO雷達跟蹤定位及欺騙干擾識別方法，屬于雷達通信【技術(shù)領(lǐng)域】，該方法首先計算出殘差觀測向量，再采用一步預(yù)測法得到目標量測預(yù)測值，利用預(yù)測值得到殘差方程組系數(shù)矩陣；再求出回波信號信噪比，計算最小二乘加權(quán)矩陣；利用觀測向量、殘差方程組系數(shù)矩陣和最小二乘加權(quán)矩陣求出目標坐標殘差值，結(jié)合目標坐標預(yù)測值計算目標坐標；利用最小二乘加權(quán)矩陣和殘差觀測向量計算出擬合誤差向量，繼而求得檢測統(tǒng)計量，將檢測統(tǒng)計量帶入檢測器，求得的值與檢測門限λ0比較，若大于λ0則為欺騙干擾，小于λ0為真實目標，從而在雙基地MIMO雷達跟蹤過程中具有實用性強、精度高、能識別欺騙干擾、計算量小、實時性高的效果。
【專利說明】-種雙基地MI MO雷達跟蹤定位及欺騙干擾識別方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于雷達通信【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及雙基地MIMO雷達抗距離欺騙干擾。

【背景技術(shù)】
[0002] 距離欺騙是最常見的積極干擾模式之一。干擾機將偵察到的雷達信號進行放大， 然后進行延遲轉(zhuǎn)發(fā)；干擾信號從雷達主瓣進入，采用假的目標距離信息作用于雷達的目標 檢測和跟蹤系統(tǒng)。由于干擾信號能量大于真實目標信號，并且其能獲得和雷達回波相同的 壓縮處理增益，從而能夠而誘導(dǎo)雷達對其進行檢測或跟蹤，導(dǎo)致雷達不能正確地測量真正 目標的參數(shù)信息，檢測和跟蹤性能嚴重下降。因此，對欺騙干擾進行抑制處理顯得十分重 要，而為了達到該一目的，首先要對欺騙干擾是否存在進行鑒別，如果不能準確鑒別欺騙干 擾和目標信號，就會發(fā)生無干擾是采取了抑制處理，或有干擾時沒有采取抑制處理，該兩種 情況都會影響到目標的正常檢測或跟蹤，所W對欺騙干擾的識別方法的研究具有極其重要 的意義。
[0003] MIMO雷達每個陣元（或子陣）全向發(fā)射相互正交的信號波形，正交波形在空間不 能相干疊加，從而形成寬的發(fā)射波束，使得信號的抗截獲能力增強。在接收端，通過匹配濾 波器組來分離回波信號中的各正交分量，然后用數(shù)字波束形成值B巧技術(shù)來獲得窄的接收 波束，獲得較高的測角精度；同時使用長時間積累技術(shù)獲得高的速度分辨；也提高低速目 標檢測的能力。（見文獻：MIMO雷達概念及其技術(shù)特點分析，何子述，韓春林，劉波；電子學(xué) 報2005, 33 (12A) =Page(S) :2441-2445)。雙基地MIMO雷達結(jié)合了 MIMO雷達和雙基地雷達 的優(yōu)點，相對于傳統(tǒng)雷達擁有獨特的優(yōu)勢，回避了常規(guī)雙基地雷達在空間搜索、時空同步等 方面的難題，并且在反低空、反隱身W及抗干擾、抗反福射導(dǎo)彈等方面也有非常獨特的優(yōu)勢 (見文獻；雙基地MIMO雷達原理與理論研究巧]，劉紅明；.成都：電子科技大學(xué)，2010)。
[0004] 目前在雙基地MIMO雷達抗干擾技術(shù)的研究主要集中在抗多徑干擾、掩護式干擾 W及雜波抑制等方面，而?？卺槍D(zhuǎn)發(fā)式欺騙干擾的對抗識別干擾技術(shù)還很少，更多的是 利用傳統(tǒng)相控陣雷達中已有的技術(shù)如前沿跟蹤技術(shù)等。理論上說，采用前沿跟蹤技術(shù)后，常 規(guī)雷達可W對距離欺騙干擾進行識別并實施有效對抗，然而實際對抗的效果并不理想，主 要是目標反射信號隨目標運動存在很大的起伏，難W判別出現(xiàn)在波口前沿的究竟是目標信 號還是一般的噪聲或壓縮信號的旁瓣。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明針對現(xiàn)有雙基地MIMO雷達存在的缺陷，所要解決的技術(shù)問題是提供一種 具有實用價值的利用雙基地MIMO雷達目標定位及在定位過程中實現(xiàn)欺騙干擾識別的一體 化方法，達到在雙基地MIMO雷達跟蹤過程中精度高，能識別欺騙干擾，計算量小實時性高 的目的。
[0006] 本發(fā)明一種雙基地MIMO雷達跟蹤定位及欺騙干擾識別方法，利用雙基地MIMO雷 達信息兀余的特點，利用加權(quán)最小二乘算法做濾波預(yù)處理，使量測值轉(zhuǎn)化為笛卡爾坐標系 下的坐標值；利用定位過程中最小二乘擬合誤差構(gòu)造二元檢測問題，用檢測理論的思想對 欺騙干擾進行識別。該方法首先計算出殘差觀測向量dY，再采用一步預(yù)測法得到目標量測 的預(yù)測值X。，利用預(yù)測值X。得到殘差方程組系數(shù)矩陣B狂。）；然后求出回波信號信噪比，通 過信噪比求出最小二乘加權(quán)矩陣W ;利用殘差觀測向量dY、殘差方程組系數(shù)矩陣B狂。）和最 小二乘加權(quán)矩陣W求出目標坐標殘差值，最后結(jié)合目標坐標預(yù)測值X。計算出目標坐標；利 用最小二乘加權(quán)矩陣W和殘差觀測向量dY計算出擬合誤差向量V，繼而求的檢測統(tǒng)計量D， 將檢測統(tǒng)計量D帶入通用似然比檢測器，求得的值與檢測口限A。比較，若大于入。則為欺 騙干擾，小于A。為真實目標，從而實現(xiàn)發(fā)明目的。
[0007] 本發(fā)明技術(shù)方案為；一種雙基地MIMO雷達跟蹤定位及欺騙干擾識別方法，該方法 包括W下步驟：
[0008] 步驟1 ;首先在雙基地雷達跟蹤過程中測量出當(dāng)前時刻的a yt、a a yt、R，再計算 出 da "，da X" da y" dp K，構(gòu)造殘差向量 dY = [da "，da X" da y" dp JT，
[0009] 其中Qyt為目標與發(fā)射陣面坐標系X軸正方向的夾角；Qu為目標與接收陣面坐 標系X軸正方向的夾角；a yt為目標與接收陣面坐標系y軸正方向的夾角；R為目標與發(fā)射 站、接收站的距離和；da W da W da yt，dp E分別為當(dāng)前時刻各角度及距離和的測量值與 預(yù)測值之間的差值，該里稱為殘差；
[0010] 步驟2 ;采用跟蹤濾波一步預(yù)測方法得到目標坐標的一步預(yù)測值X。= [X。，y。，Zj T， 得到殘差方程組系數(shù)矩陣

【權(quán)利要求】
1. 一種雙基地ΜΙΜΟ雷達跟蹤定位及欺騙干擾識別方法，該方法包括以下步驟： 步驟1:首先在雙基地雷達跟蹤過程中測量出當(dāng)前時刻的axt、a"、aK、R，再計算出dQxt，dQxr，dctyr，dpK,構(gòu)造殘差向量dY=[daxt,daxr,dayr,dpκ]τ, 其中axt為目標與發(fā)射陣面坐標系X軸正方向的夾角；a"為目標與接收陣面坐標系X軸正方向的夾角；ayl?為目標與接收陣面坐標系y軸正方向的夾角；R為目標與發(fā)射站、接 收站的距離和；daxt，da"，da_dpκ分別為當(dāng)前時刻各角度及距離和的測量值與預(yù)測值 之間的差值，這里稱為殘差； 步驟2 :采用跟蹤濾波一步預(yù)測方法得到目標坐標的一步預(yù)測值Xtl = [X(l，^zjτ，得到 殘差方程組系數(shù)矩陣 L rT rH rI
rH n rHJ 其中=^(-yO-χτ? +(>'〇~Jr)2+(2〇-zr)2?mT = (x0 - xr) cosφτ - (zfj - zr)sinφτ， ?=λ/(λ·?_-υ?)-+(?-?) 2，?和0T分別 為發(fā)射陣列相對于北天東坐標系的轉(zhuǎn)角和傾角；愁和θκ分別為接收陣列相對于北天東坐 標系的轉(zhuǎn)角和傾角，發(fā)射陣列位置為T(xT，yT，ζτ)，接收陣列位置為R(?yK，ζκ); 步驟3回波信噪比計算，將接收陣列信號分別與發(fā)射信號進行匹配濾波，計算處理后 回波信號的協(xié)方差矩陣并對其進行特征分解，假設(shè)有隊個特征值，取最小的凡-1個特征值 1 _p 求平均得到噪聲功率的估計值Pn，然后取之=2^^，作為信號功率的估計，其中λ_為 最大的特征值，最后得到回波信噪比的估計值》W,, =Img^; 步驟4根據(jù)回波信噪比計算角度及距離誤差提取精度σ2Δβ;，CF24a^ 02Ad, 這里考慮單脈沖測角，各個元素采用如下計算方法進行計算：

其中，SNRp為信號處理后的信噪比，B為發(fā)射信號帶寬，Θ3dB"、Θ3dBκ為接收陣面在x和y軸方向上波束的3dB余弦寬度，Θ3dBxt為發(fā)射陣面在x軸方向上波束的3dB余弦寬度， 式中角度均為弧度值； 然后得到最小二乘加權(quán)矩陣胃=5 ^jAaxt ^ Laxr Aaff M 步驟5利用加權(quán)最小二乘法計算目標坐標殘差值dXffLS = (BT (X0)WtWB(X0)) ^1Bt (X0)W1WdY(6) 其中(IXwls = [dx,dy,dz]T，dx,dy,dz分別為當(dāng)前時刻目標坐標估計值與預(yù)測值之間的 差值； 再結(jié)合一步預(yù)測值X〇 = [x〇,y〇,zJT求出目標坐標； 步驟6計算擬合誤差向量
步驟7求取檢測統(tǒng)計量D= : /~1 步驟8將D帶入通用似然比檢測器
進行檢測判決，其中H1假設(shè)代表所跟蹤信號為欺騙干擾，Htl假設(shè)代表所跟蹤信號為真 ,An，rG2(l,4)G2(2,4)G2(3,4)(卜G(4,4?% 實目標，式⑶中2 = ΔΛ~·[^ -+ -+-一^p-]，其中AR為所要求 0Aalt0Aajiy0Aajr 0M 的最小拖引距離值；G=WB(Xtl) (BT (Xtl)WtWB(Xtl)K1Bt(Xci)WtW;λ^為檢測門限，根據(jù)所設(shè)虛警 概率，由蒙特卡洛仿真所得到；σ為估計的擬合誤差標準差。
【文檔編號】G01S13/68GK104237860SQ201410457804
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月10日
【發(fā)明者】段翔, 何子述, 曹東凱, 姜欽山, 李軍, 劉靜秋 申請人:電子科技大學(xué)