基于GPS辐射源的雷达运动目标检测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110376563A(43)申请公布日2019.10.25(21)申请号201910647920.5(22)申请日2019.07.18(66)本国优先权数据201810847450.22018.07.27CN(71)申请人西安电子科技大学地址710071陕西省西安市雁塔区太白南路2号(72)发明人陶海红赵朗旭鲍俊竹时亮曾操(74)专利代理机构陕西电子工业专利中心61205代理人程晓霞王品华(51)Int.Cl.G01S7/41(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图4页(54)发明名称基于GPS辐射源的雷达运动目标检测方法(57)摘要本发明公开了基于GPS辐射源的雷达运动目标检测方法，解决了GPS作为辐射源，目标回波信噪比低的技术问题，实现步骤包括：数据采集和预处理；数据截断和排列，构建GPS信号作为辐射源场景下，匀速运动目标回波的数学模型；数据分帧；多普勒混叠速度搜索；数据多普勒速度补偿；各帧数据距离走动校正和相参积累；各帧数据完成检测。本发明根据卫星，目标和雷达接收机的几何关系，推导出了GPS信号作为辐射源场景下，匀速运动目标回波的数学模型，并根据该模型提出基于GPS辐射源的雷达运动目标检测方法，该方法在目标回波信噪比较低情况下，能够有效提高目标回波的信噪比，进而有效对匀速运动目标进行检测。用于GPS作为辐射源场景下的雷达运动目标检测。CN110376563ACN110376563A权利要求书1/2页1.一种基于GPS辐射源的雷达运动目标检测方法，应用于相控阵雷达接收机，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1，数据采集和预处理：获取所述相控阵雷达接收机监视检测区域时得到的p秒雷达回波数据，并对所述P秒雷达回波数据进行采样，数字下变频，去导航，波束形成及自相关匹配解扩预处理操作得到p秒第一回波数据，对所述p秒雷达回波数据进行采样的采样率为fs，所述p秒第一回波数据为一个长度为P×fs的向量，p和fs均为大于1的整数；步骤2，数据截断和排列：将p秒第一回波数据按照C/A码的周期截断，并按截断顺序排成矩阵得到第二回波数据，第二回波数据为N2行M2列的矩阵，N2＝fs*0.001，M2＝1000*P；步骤3，数据分帧：将第二回波数据均匀的分为Q个相同大小的有重叠帧数据，得到Q帧第三回波数据，Q帧第三回波数据的每一帧为N2行M3列矩阵，M3＜M2，Q帧第三回波数据中任意连续两帧有Mc列重叠，M2＝M3×Q-(Q-1)×Mc；步骤4，多普勒混叠速度搜索：确定目标回波的等效径向速度范围为[-V1-V2,V1+V2]，其中，V1为卫星的速度，V2为待检测目标的最大速度，利用所述目标回波的等效径向速度范围，进行目标回波多普勒混叠速度搜索，得到目标回波多普勒混叠速度vm；步骤5，数据多普勒速度补偿：对于所述Q帧第三回波数据的每一帧，利用所述目标回波多普勒混叠速度vm，进行多普勒速度补偿，得到Q帧第四回波数据；步骤6，各帧数据距离走动校正和相参积累：对所述Q帧第四回波数据的每一帧，利用keystone变换进行距离走动补偿操作并沿方位维进行快速傅里叶变换，实现帧内的相参积累，得到Q帧第五回波数据；步骤7，各帧数据完成检测：对Q帧第五回波数据进行动态规划检测前跟踪操作，得到积累矩阵，并对积累矩阵进行门限检测，所述积累矩阵为N2行M3列矩阵，判断门限检测后的积累矩阵的所有元素是否均为0；若是，则此次检测未发现目标；否则，确定此次检测发现目标。2.根据权利要求1所述的基于GPS辐射源的雷达运动目标检测方法，其特征在于，步骤2中，所述第二回波数据第n行m列的表达式为：其中，S2(n,m)表示所述第二回波数据第n行m列数据的值，1≤n≤N2，1≤m≤M2，A2表示所述第二回波数据第n行m列数据的幅度，sinc表示辛格函数，B表示信号带宽，R1表示卫星到目标之间的初始距离，R2表示目标到雷达接收机的初始距离，Vr表示卫星到目标之间的初始径向速度，Vr'表示目标到雷达接收机之间的初始径向速度，c表示光速，L0表示卫星到雷达之间的初始距离，fc'表示附加了多普勒的载波频率，N(n,m)表示所述第二回波数据第n行m列数据中的噪声信号。3.根据权利要求1所述的基于GPS辐射源的雷达运动目标检测方法，其特征在于，步骤4中利用所述目标回波的等效径向速度范围，进行目标回波多普勒混叠速度搜索，得到目标回波多普勒混叠速度vm，包括以下子步骤：(4a)确定待搜索的目标回波的多普勒混叠速度：根据所述目标回波的等效径向速度范2CN110376563A权利要求书2/2页围[-V1-V2,V1+V2]，确定待搜索的目标回波的多普勒混叠速度为[Vm(1),..,Vm(w),..,Vm(W)]，其中，Vm