一种岸-舰双基地高频地波雷达运动补偿方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114966686A(43)申请公布日2022.08.30(21)申请号202210582487.3(22)申请日2022.05.26(71)申请人哈尔滨工业大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号(72)发明人位寅生廖奕泽(74)专利代理机构哈尔滨华夏松花江知识产权代理有限公司23213专利代理师时起磊(51)Int.Cl.G01S13/90(2006.01)G01S13/937(2020.01)G01S7/40(2006.01)G01S7/41(2006.01)权利要求书3页说明书10页附图7页(54)发明名称一种岸-舰双基地高频地波雷达运动补偿方法(57)摘要一种岸‑舰双基地高频地波雷达运动补偿方法，属于雷达信号处理技术领域。本发明为了解决舰船的六自由度运动导致合成孔径处理时存在目标方位散焦的问题。本发明舰载平台接收回波信号，对回波信号进行距离压缩和距离徙动校正；对处理后的回波信号进行运动补偿，接收舰船平台的振荡运动参数通过惯导数据测得，目标舰船的振荡运动参数通过差分进化算法估计得到，得到的总的振荡运动参数后对回波信号进行运动补偿；最后根据从回波信号估计出的多普勒参数进行方位压缩。本发明用于高频地波雷达采用合成孔径信号处理方式时的运动补偿。CN114966686ACN114966686A权利要求书1/3页1.一种岸‑舰双基地高频地波雷达运动补偿方法，岸基发射机向目标海域发射雷达信号，照射到目标舰船后电磁波沿海面绕射传播，接收舰船接收到回波信号后通过本发明方法实现对目标探测，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1、考虑舰船在振荡运动作用下，建立岸基发射‑舰载接收模式下高频地波雷达的距离方程R(ta)，并得到在距离快时间‑方位慢时间域(tr,ta)内的舰载平台接收的目标舰船回波信号sr(tr,ta)；ta表示舰船运动对应的慢时间，tr为快时间；步骤2、对回波信号sr(tr,ta)进行距离压缩处理，将距离匹配函数h1(tr)与回波信号在频域相乘即实现距离压缩；步骤3、对距离压缩后的回波信号进行距离徙动校正，得到校正后的回波信号srcmc(tr,ta)；步骤4、将距离R(ta)对应的运动误差ΔR(ta)分解为目标舰船的振荡运动分量ΔRst(ta)和接收舰船的振荡运动分量ΔRsr(ta)；通过惯导数据得到ΔRsr(ta)，通过差分进化算法估计得到ΔRst(ta)进而得到位置运动误差ΔR(ta)；然后对回波信号srcmc(tr,ta)进行运动补偿：先将srcmc(tr,ta)在距离频域乘以HMC1(fr,ta)来补偿ΔR(ta)导致的包络移动；针对补偿后的信号再乘以相位补偿函数HMC2(ta)；进行第二步补偿；其中，j表示虚数；c表示光速；fr为快时间tr经过傅里叶变换后对应的距离频域；λ为雷达工作波长；进而得到经过运动补偿后回波信号；步骤5、针对经过运动补偿后的回波信号，根据从回波信号估计出的多普勒参数进行方位压缩，得到目标的距离和方位信息，实现对舰船目标的探测。2.根据权利要求1所述的一种岸‑舰双基地高频地波雷达运动补偿方法，其特征在于，所述距离方程为为无振荡运动误差时目标到发射机的距离，为无振荡运动误差时目标到接收舰船的距离；其中，ta表示舰船运动对应的慢时间，Rtc表示ta＝0时刻发射机和目标舰船的距离，Rrc表示ta＝0时刻接收舰船和目标舰船的距离，vr为接收舰船的运动速度，vt为目标舰船的运动速度，为其相对于接收舰船运动速度的夹角，αt为目标相对于发射机的方位角，β为目标相对于接收舰船的方位角；u1r(ta)、u2r(ta)为接收舰船的纵荡、横荡运动，u1t(ta)、u2t(ta)2CN114966686A权利要求书2/3页为目标舰船的纵荡、横荡运动，均假设为正弦运动。3.根据权利要求2所述的一种岸‑舰双基地高频地波雷达运动补偿方法，其特征在于，接收舰船纵荡、横荡运动如下：其中，A1r、A2r为各自对应的幅值，ω1r、ω2r为各自对应的角频率，Δφ1r、Δφ2r为各自对应的初相位；目标舰船的纵荡、横荡运动如下：其中，A1t、A2t为各自对应的幅值，ω1t、ω2t为各自对应的角频率，Δφ1t、Δφ2t为各自对应的初相位。4.根据权利要求1、2或3所述的一种岸‑舰双基地高频地波雷达运动补偿方法，其特征在于，距离方程R(ta)中，除了和以外的项均属于舰船受海浪影响下产生振荡运动而导致的额外距离项ΔR(ta)，即运动误差；ΔR(ta)如下：其中，ΔRst(ta)＝‑u1t(ta)[sinαt+sinβ]‑u2t(ta)[cosαt+cosβ]为目标舰船的振荡运动分量，ΔRsr(ta)＝u1r(ta)sinβ+u2r(ta)cosβ为接收舰船的振荡运