本發(fā)明涉及雷達(dá)多站抗干擾技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及多站雷達(dá)的抗有源轉(zhuǎn)發(fā)式欺騙干擾技術(shù)。

背景技術(shù)：

隨著數(shù)字射頻存儲器(drfm)技術(shù)的發(fā)展和成熟，現(xiàn)代有源轉(zhuǎn)發(fā)式欺騙干擾已經(jīng)成為電子對抗領(lǐng)域一種主流的欺騙干擾方式，雷達(dá)干擾技術(shù)進(jìn)入相干干擾時代。干擾機(jī)在截獲了雷達(dá)的發(fā)射信號以后，對信號的時延進(jìn)行調(diào)制，再將調(diào)制后的干擾信號轉(zhuǎn)發(fā)回目標(biāo)雷達(dá)接收機(jī)形成速度欺騙干擾。這類干擾會影響雷達(dá)對真實目標(biāo)距離參數(shù)的檢測，使雷達(dá)在距離維上產(chǎn)生多個假目標(biāo)，干擾雷達(dá)對真實目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)和對目標(biāo)距離參數(shù)的正常檢測。因此，為了保證雷達(dá)在存在有源轉(zhuǎn)發(fā)式干擾環(huán)境下對目標(biāo)進(jìn)行正確的識別和跟蹤，提高雷達(dá)抗距離欺騙干擾的能力是有很強的理論價值和實際意義的。

基于多站分布式構(gòu)型是對抗雷達(dá)有源轉(zhuǎn)發(fā)式距離欺騙干擾的一種有效措施。趙珊珊提出了一種基于聚類分析的抗有源欺騙干擾方法，其利用多站點、多視角的雷達(dá)構(gòu)型，設(shè)計出了一種抗有源轉(zhuǎn)發(fā)式欺騙干擾的方法，見[zhaos，liun，zhangl，etal.discriminationofdeceptiontargetsinmultistaticradarbasedonclusteringanalysis[j]ieeesensorsjournal，2016，16(8)：1-1.]。該方法假設(shè)只有真實目標(biāo)的反射截面積會隨視角的變化而起伏，從而導(dǎo)致只有真實目標(biāo)的接收能量在各站點之間會存在較大起伏。該假設(shè)太過于理想化，在真實場景中，利用已有的電子干擾技術(shù)和由于物理空間的能量損失，假目標(biāo)的接收能量同樣會在各個接收站點之間存在起伏，從而導(dǎo)致無法利用目標(biāo)截面積的起伏分辨出真實目標(biāo)。從目前公開發(fā)表的文獻(xiàn)來看，能夠結(jié)合實際應(yīng)用場景，有效抑制距離假目標(biāo)欺騙干擾的技術(shù)還未有研究。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種切實可行的，符合實際需求的，適用于分布式雷達(dá)的抗有源轉(zhuǎn)發(fā)式距離欺騙干擾的方法。

本發(fā)明基于分布式多站雷達(dá)的構(gòu)型，結(jié)合經(jīng)典的定位方法，對真實目標(biāo)進(jìn)行篩選和識別，故本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種分布式橢圓雙曲線聯(lián)合定位抗距離欺騙干擾抑制方法，包括以下步驟：

步驟1：發(fā)射站向外發(fā)射脈沖串信號，多個節(jié)點的接收站接收目標(biāo)回波信號，接收站的數(shù)目大于等于3，對回波信號進(jìn)行初步的匹配濾波、目標(biāo)檢測處理；得到多個接收站的目標(biāo)距離參數(shù)；

步驟2：利用橢圓定位和雙曲線定位法循環(huán)迭代得到目標(biāo)的坐標(biāo)位置，分別得到橢圓定位目標(biāo)平面和雙曲線定位目標(biāo)平面，若存在距離欺騙干擾，則兩個平面中除真實目標(biāo)外，均存在干擾目標(biāo)；

步驟3：利用真實目標(biāo)在橢圓和雙曲線兩定位目標(biāo)平面中較為集中，而假目標(biāo)分散的這一特性，劃出距離門限，對兩個定位平面進(jìn)行“取交”操作，確定真實目標(biāo)。

進(jìn)一步的，所述步驟2的具體方法為：

步驟2-1：從多個接收站中選出3個接收站，根據(jù)選出的3個接收站的目標(biāo)距離參數(shù)采用雙曲線定位方法，計算出這3個接收站的目標(biāo)定位平面；

步驟2-2：從多個接收站中任意選出另外的3個接收站組合，重復(fù)步驟2-1，直到循環(huán)迭代完所有3個接收站點的組合；將所有計算出的目標(biāo)定位平面結(jié)合，得到雙曲線定位平面；

步驟2-3：從多個接收站中選出3個接收站，根據(jù)選出的3個接收站的目標(biāo)距離參數(shù)采用橢圓定位定位方法，計算出這3個接收站的目標(biāo)定位平面；

步驟2-4：從多個接收站中任意選出另外的3個接收站組合，重復(fù)步驟2-1，直到循環(huán)迭代完所有3個接收站點的組合；將所有計算出的目標(biāo)定位平面結(jié)合，得到橢圓定位平面。

進(jìn)一步的，所述步驟2的具體方法為：

設(shè)步驟1得到的多個接收站的目標(biāo)距離參數(shù)為：

其中r多接收站的目標(biāo)距離參數(shù)矩陣，r1r2…rn表示第1到第n個接收站的目標(biāo)距離參數(shù)，其中rn，m表示測得的第n個接收站的第m個假目標(biāo)的徑向距離，m表示目標(biāo)總數(shù)；

步驟2-1：循環(huán)迭代雙曲線定位；

步驟2-1-1：從n個接收站中選出3個接收站，并規(guī)定第1個接收站固定為參考接收站；設(shè)本次選擇了第1、n1和n2接收站進(jìn)行定位操作，其對應(yīng)矩陣r的第1、n1和n2行距離參數(shù)，得到如下關(guān)系式其中，表示矩陣r的第n行第mn列，an＝(r1-rn)/2表示以第1和第n個接收站為焦點的雙曲線的長半軸；根據(jù)目標(biāo)和接收站的坐標(biāo)，可以表示出目標(biāo)距離發(fā)射站的距離rt和接收站的距離rn：和其中(x，y)為目標(biāo)當(dāng)前時刻坐標(biāo)，(xt，yt)為發(fā)射站的坐標(biāo)，(xn，yn)為第n個接收站的坐標(biāo)；

步驟2-1-2：為了求解上述方程組，利用經(jīng)典的chan算法可以得到如下表達(dá)式

其中表示估計目標(biāo)的坐標(biāo)矩陣，將其帶入中，得到結(jié)合該式和(1)式，可以得到結(jié)果該結(jié)果可能為復(fù)根，若為復(fù)根，則舍去；

步驟2-2：任意另選2個接收站，結(jié)合參考接收站，重復(fù)步驟2-1，直到循環(huán)迭代完所有站點組合；所有定位坐標(biāo)結(jié)合，得到雙曲線定位平面；

步驟2-3：循環(huán)迭代橢圓定位，每一次均選取3個站點循環(huán)迭代，其中一個為發(fā)射站，另外兩個為接收站進(jìn)行定位操作；并規(guī)定發(fā)射站為參考接收站；設(shè)本次選擇了n′1和n′2接收站進(jìn)行定位操作，

步驟2-3-1：類似的，可以得到橢圓定位的方程組

式中，a′n′＝(rt+rn′)/2，表示以發(fā)射站和第n′個接收站為焦點的橢圓的長半軸，表示矩陣r的第n′行第mn′列；

步驟2-3-2：對于第n′1和第n′2個接收機(jī)，可以得到

其中，

類似于雙曲線定位，將改寫為

結(jié)合該式和(2)式，得到最后的目標(biāo)定位坐標(biāo)

步驟2-4：任意另選2個接收站，結(jié)合發(fā)射站，重復(fù)步驟2-3，直到循環(huán)迭代完所有站點組合；所有定位坐標(biāo)結(jié)合，得到橢圓定位平面。

進(jìn)一步的，所述步驟3的具體方法為：

步驟3-1：雙曲線、橢圓定位坐標(biāo)矩陣，根據(jù)循環(huán)迭代的雙曲線和橢圓定位法，將得到的兩種定位平面的點進(jìn)行編號，其坐標(biāo)矩陣分別表示為和其中，和為兩個行向量，分別表示*、n1和n2三個站點定位結(jié)果的橫、縱坐標(biāo)，可以表示為：

*表示第1個接收站或者發(fā)射站；

步驟3-2：重構(gòu)定位坐標(biāo)矩陣，容易發(fā)現(xiàn)向量和中的元素不一定全為實數(shù)，對于復(fù)根，進(jìn)行舍棄，故將舍棄復(fù)根后的坐標(biāo)矩陣重新編號得到對應(yīng)的坐標(biāo)矩陣為：和根據(jù)這兩個矩陣分別能夠畫出雙曲線定位平面和橢圓定位平面，其中，雙曲線定位平面有k個點，橢圓定位平面有l(wèi)個點；

步驟3-3：取交集操作，將xe作為參考矩陣，xh作為修正矩陣；可以發(fā)現(xiàn)真實目標(biāo)在兩個定位平面內(nèi)都在同一個位置或者離得很近，而假目標(biāo)卻是分散的；利用這一特性，真實目標(biāo)即為xe和xh兩個平面中距離最近的兩個點；分辨真實目標(biāo)的具體步驟如下：

步驟3-3-1：對于xe中的第l個目標(biāo)[xe，l，ye，l]^t，在笛卡爾坐標(biāo)系中將其作為一個圓心，得到表達(dá)式(x-xe，l)²+(y-ye，l)²＝gate，其中g(shù)ate表示取交集操作的門限；

步驟3-3-2：如果xh中至少有一個目標(biāo)[xh，k，yh，k]^t在上述圓中，即目標(biāo)[xh，k，yh，k]^t滿足不等式(x-xh，k)²+(y-yh，k)²≤gate；則xe中的目標(biāo)[xe，l，ye，l]^t會被保留，若xh中沒有任何目標(biāo)在該圓中，則將目標(biāo)[xe，l，ye，l]^t從xe中去除；

步驟3-3-3：將xe中的所有目標(biāo)都重復(fù)進(jìn)行步驟3-3-1和3-3-2的操作，若xe中目標(biāo)的個數(shù)為1，則停止；若大于1，則將門限gate減小，gate＝gate-ε，其中ε表示門限減小的步長；使用減小后的門限，重復(fù)上述步驟，直到xe中目標(biāo)的個數(shù)為1，即為真實目標(biāo)。

進(jìn)一步的，所述步驟3-3-3中所述門限和步長選取方法為：

步驟3-3-1：定義估計目標(biāo)位置和真實位置(x，y)的測距誤差為當(dāng)無距離欺騙干擾時，利用雙曲線、橢圓定位法分別找到目標(biāo)位置的估計值，分別記為(xh，yh)和(xe，ye)，因此，得到無干擾平面的目標(biāo)位置估計值此時得到目標(biāo)在(x，y)時的定位誤差

步驟3-3-2：對步驟3-4-1進(jìn)行100次蒙特卡洛仿真，取誤差的最大值作為初始門限，即其中表示第t次蒙特卡洛仿真計算得到的誤差值；

步驟3-3-3：得到目標(biāo)在(x，y)處的步長為：

本發(fā)明的創(chuàng)新點：首次將改良后的目標(biāo)定位方法應(yīng)用于干擾抑制領(lǐng)域，提供了一種數(shù)據(jù)集上進(jìn)行干擾抑制的方法，符合實際場景的應(yīng)用需求。

本發(fā)明提供適用于分布式雷達(dá)網(wǎng)絡(luò)的距離欺騙干擾抑制算法。在一定允許誤差范圍內(nèi)能有效抑制假目標(biāo)，篩選出真實目標(biāo)；橢圓定位的距離假目標(biāo)往往形成在以雷達(dá)陣地為中心的橢圓曲線上，而雙曲線定位的距離假目標(biāo)通常在雷達(dá)陣地與真實目標(biāo)的徑向距離方向上，真實目標(biāo)卻依舊集中在同一位置。故利用假目標(biāo)的分布特性，對兩個定位平面進(jìn)行取交操作，可以保留真實目標(biāo)，剔除掉假目標(biāo)。同時，本方法主要在數(shù)據(jù)級上進(jìn)行處理，對回波信號模型的前提假設(shè)要求較低，符合實際場景應(yīng)用需求，可直接應(yīng)用到分布式雷達(dá)網(wǎng)絡(luò)中。

附圖說明

圖1為本實施例的處理流程圖；

圖2為實驗場景的雷達(dá)節(jié)點示意圖；

圖3為雙曲線定位和橢圓定位得到的目標(biāo)平面；

圖4為取交集操作后得到的估計目標(biāo)位置和真實目標(biāo)位置；

圖5為位置誤差平面。

具體實施方式

步驟1：信號預(yù)處理

步驟1-1：真實目標(biāo)信號模型，如圖2所示，分布式雷達(dá)陣地由1個發(fā)射站和n個接收機(jī)組成，其坐標(biāo)分別表示為(xt，yt)和{(xi，yi)，i＝1，2，…，n}；目標(biāo)當(dāng)前時刻坐標(biāo)為(x，y)，則第n個接收機(jī)的真實目標(biāo)回波信號為xt，n(t)＝αns(t-τn)，其中s(t)為發(fā)射信號，τn為第n個接收機(jī)的時延，αn為其對應(yīng)的目標(biāo)散射系數(shù)；

步驟1-2：干擾信號模型，假設(shè)干擾機(jī)調(diào)制了m個距離假目標(biāo)，因此第n個接收機(jī)的干擾回波信號可以表示為其中τj，m表示調(diào)制的第m個干擾目標(biāo)的時延，βn，m為其對應(yīng)的散射系數(shù)；

步驟1-3：回波模型，結(jié)合步驟1-1和1-2，得到第n個接收機(jī)的回波，可表示為yn(t)＝xt，n(t)+xj，n(t)+v(t)，其中v(t)表示零均值的加性高斯白噪聲；

步驟1-4：匹配濾波和門限檢測，對回波信號進(jìn)行匹配濾波和門限檢測，將得到的超過門限的距離中心判定為目標(biāo)，進(jìn)一步測了其徑向距離；將第n個接收機(jī)測得目標(biāo)的距離表示為向量rn＝[rn，0rn，1…rn，m]，其中rn，m表示測得的第m個假目標(biāo)的徑向距離，特殊的，rn，0表示測得的真實目標(biāo)的徑向距離；如圖2所示，將發(fā)射站到目標(biāo)的距離設(shè)為rt，設(shè)目標(biāo)到第n個接收機(jī)的距離為rn，因此可以得到關(guān)系式rt+rn＝cτn，其中c表示光速；因此，第n個接收機(jī)測得的第m個目標(biāo)的距離信息為其中表示干擾目標(biāo)調(diào)制的距離，dn表示第n個接收機(jī)的測量誤差；最后，將所有接收機(jī)測得的距離向量寫為如下距離矩陣

步驟2：求取雙曲線-橢圓定位平面

由回波信號匹配濾波和門限檢測的特性可知，無法分辨出距離矩陣r中的哪些分量代表真實目標(biāo)的距離，因此，需要使用循環(huán)迭代的方法對目標(biāo)進(jìn)行橢圓和雙曲線定位操作，從而得到橢圓定位平面和雙曲線定位平面；

步驟2-1：循環(huán)迭代雙曲線定位；

步驟2-1-1：從n個接收站中選出3個接收站，并規(guī)定第1個接收站固定選為參考接收站；也就是說，除了第一個接收站固定選擇外，還需要選擇至少兩個接收站進(jìn)行定位操作；假設(shè)本次選擇了第1、n1和n2接收站進(jìn)行定位操作，其對應(yīng)矩陣r的第1、n1和n2行距離參數(shù)，得到如下關(guān)系式其中，表示矩陣r的第n行第mn列，an＝(r1-rn)/2表示以第1和第n個接收站為焦點的雙曲線的長半軸；

根據(jù)目標(biāo)和接收站的坐標(biāo)，可以得到和

步驟2-1-2：為了求解上述方程組，利用經(jīng)典的chan算法可以得到如下表達(dá)式

其中表示估計目標(biāo)的坐標(biāo)矩陣，將其帶入中，得到結(jié)合該式和(1)式，可以得到結(jié)果該結(jié)果可能為復(fù)根，若為復(fù)根，則舍去。

步驟2-2：任意另選2個接收站，結(jié)合參考接收站(第1個接收站)，重復(fù)步驟2-1，直到循環(huán)迭代完所有站點組合；所有定位坐標(biāo)結(jié)合，得到雙曲線定位平面；

步驟2-3：循環(huán)迭代橢圓定位，類似于雙曲線定位，每一次均選取3個站點循環(huán)迭代，進(jìn)行定位操作。但是，本方法將發(fā)射站選為參考站，其余2個站點為接收站。

步驟2-3-1：類似的，可以得到橢圓定位的方程組

式中，a′n＝(rt+rn)/2，表示以發(fā)射站和第n個接收站為焦點的橢圓的長半軸。

步驟2-3-2：對于第n′1和第n′2個接收機(jī)，可以得到

其中，

類似于雙曲線定位，將改寫為

結(jié)合該式和(2)式，得到最后的定位坐標(biāo)

步驟2-4：任意另選2個接收站，結(jié)合參考站點(發(fā)射站)，重復(fù)步驟2-3，直到循環(huán)迭代完所有站點組合。所有定位坐標(biāo)結(jié)合，得到橢圓定位平面。

步驟3：聯(lián)合干擾抑制

步驟3-1：雙曲線、橢圓定位坐標(biāo)矩陣，根據(jù)循環(huán)迭代的雙曲線和橢圓定位法，將得到的兩種定位平面的點進(jìn)行編號，其坐標(biāo)矩陣分別表示為和其中，和為兩個行向量，分別表示*、n1和n2三個站點定位結(jié)果的橫、縱坐標(biāo)，可以表示為

*表示第1個接收站或者發(fā)射站；

步驟3-2：重構(gòu)定位坐標(biāo)矩陣，容易發(fā)現(xiàn)向量和中的元素不一定全為實數(shù)，對于復(fù)根，進(jìn)行舍棄，故將舍棄復(fù)根后的坐標(biāo)矩陣重新編號得到矩陣和根據(jù)這兩個矩陣分別能夠畫出雙曲線定位平面和橢圓定位平面，其中，雙曲線定位平面有k個點，橢圓定位平面有l(wèi)個點。無法知道k和l的具體值，但可以得到其取值范圍分別為

步驟3-3：取交集操作，將xe作為參考矩陣，xh作為修正矩陣?？梢园l(fā)現(xiàn)真實目標(biāo)在兩個定位平面內(nèi)都在同一個位置(或者離得很近)，而假目標(biāo)卻是分散的。利用這一特性，真實目標(biāo)即為xe和xh兩個平面中距離最近的兩個點。接下來，如何分辨真實目標(biāo)的具體步驟如下

步驟3-3-1：對于xe中的第l個點[xe，l，ye，l]^t，在笛卡爾坐標(biāo)系中將其作為一個圓心，得到表達(dá)式(x-xe，l)²+(y-ye，l)²＝gate，其中g(shù)ate表示取交集操作的門限；

步驟3-3-2：如果xh中至少有一個點[xh，k，yh，k]^t在上述圓中，即點[xh，k，yh，k]^t滿足不等式(x-xh，k)²+(y-yh，k)²≤gate。則xe中的點[xe，l，ye，l]^t會被保留，若xh中沒有任何點在該圓中，則將點[xe，l，ye，l]^t從xe中去除；

步驟3-3-3：將xe中的所有點都重復(fù)進(jìn)行步驟3-3-1和3-3-2的操作，若xe中點的個數(shù)為1，則停止；若大于1，則將門限gate減小，gate＝gate-ε，其中ε表示門限減小的步長；使用減小后的門限，重復(fù)上述步驟；

步驟3-4：建議的門限和步長選取，門限gate和步長ε的選取可以根據(jù)實際需求來進(jìn)行；若需要算法的運算效率高，則可以使用小的門限gate，并增大步長ε；若需要精確度高，則要求使用小的步長ε。在此提供一種建議的門限和步長選取方式；

步驟3-4-1：定義估計目標(biāo)位置和真實位置(x，y)的測距誤差為當(dāng)無距離欺騙干擾時，利用雙曲線、橢圓定位法分別找到目標(biāo)位置的估計值，分別記為(xh，yh)和(xe，ye)，因此，得到無干擾平面的目標(biāo)位置估計值此時可以得到目標(biāo)在(x，y)時的定位誤差

步驟3-4-2：對步驟3-4-1進(jìn)行100次蒙特卡洛仿真，取誤差的最大值作為初始門限，即其中表示第t次蒙特卡洛仿真計算得到的誤差值；

步驟3-4-3：得到目標(biāo)在(x，y)處的步長為

本發(fā)明的效果通過以下仿真對比試驗進(jìn)一步說明：

仿真場景：假設(shè)有1個發(fā)射站和3個接收站，坐標(biāo)分別為(0，0)km、(0.9999，0.0001)km、(2.0001，0.0002)km和(0.0003，1.5001)km，目標(biāo)當(dāng)前的位置為(100，90)km。假設(shè)干擾機(jī)調(diào)制了m＝2個干擾，其拖引距離分別為和設(shè)接收站的測距誤差為50m。雙曲線定位和橢圓定位的聯(lián)合平面如圖3所示。經(jīng)過取交集元素操作以后，得到最后的目標(biāo)位置估計如圖4所示。

以10km為步長，將目標(biāo)放在{0km＜x≤100km，0km＜y≤100km}的區(qū)域進(jìn)行該算法的求解，并計算目標(biāo)的定位誤差，進(jìn)行100次蒙特卡洛仿真取定位誤差的平均值，最后得到定位誤差平面{ρ0(x，y)|0km＜x≤100km，0km＜y≤100km}如圖5所示。

通過本發(fā)明的具體實施可以看出，在一定的距離范圍內(nèi)，通過本發(fā)明提供的干擾抑制方法，可以有效的抑制距離假目標(biāo)欺騙干擾的影響，同時保證目標(biāo)定位的準(zhǔn)確性。