一種具有誤差修正功能的機載雷達調(diào)頻測距方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于雷達數(shù)據(jù)處理技術(shù)，涉及一種具有誤差修正功能的機載雷達調(diào)頻測距方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在調(diào)頻測距中，發(fā)射和接收之間的時間延遲被轉(zhuǎn)化成頻率差。通過測量該頻率差可以得到時間延時從而確定距離。通常發(fā)射機的發(fā)射頻率以一個恒定的速率線性增加，通過測量發(fā)射與接收脈沖的瞬時頻率差計算出目標的距離。當目標距離變化率不為O時，以單一斜率發(fā)射的信號與接收信號之間的頻率差包含了目標的多普勒頻率，由此頻率差計算得到的目標距離不準確。在機載雷達中通常采用交替、多斜率(斜率為O時稱為恒頻段)的調(diào)制周期方法以消除目標多普勒頻率的影響(參見《機載雷達導(dǎo)論(第二版)》，(美)斯廷森(Stimson，G.ff.)著，吳漢平等譯，電子工業(yè)出版社2005年出版)。
[0003]當目標勻速運動時，利用不同斜率的調(diào)制周期方法可以較精確的測得目標的距離；當目標做變速運動時，由于在不同斜率調(diào)制周期內(nèi)目標的多普勒頻率不盡相同，采用交替、多斜率的調(diào)制周期方法不能完全消除目標的多普勒頻率，通過測量頻率差進而計算得到的距離誤差極大，可達幾十公里量級。由于無法提前獲取目標的速度變化情況，在實際工程應(yīng)用中線性調(diào)頻測距將對雷達測距性能造成嚴重影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的為:提供一種能夠提高雷達調(diào)頻測距精度的測距誤差修正方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案為:所述的測距方法包括如下步驟:
[0006]步驟一，使用恒頻段檢測目標獲得距離門和頻率門信息，根據(jù)頻率門信息解算出速度信息，并記錄下當前時刻；
[0007]步驟二，恒頻段檢測發(fā)現(xiàn)目標后，雷達使用與步驟一相同脈沖重復(fù)頻率的波形進行調(diào)頻段檢測，獲得目標的距離門和頻率門信息，并記錄下當前時刻；
[0008]步驟三，對恒頻段檢測到的目標距離門和頻率門與調(diào)頻段檢測到的目標距離門和頻率門進行比對，若兩者距離門號的差值小于規(guī)定數(shù)值，且兩者頻率門之間的關(guān)系滿足對應(yīng)調(diào)頻斜率要求，則認為兩頻段檢測到的為同一目標；
[0009]步驟四，使用與步驟一中相同脈沖重復(fù)頻率的波形進行第二次恒頻段檢測，得到目標的距離門和頻率門，對兩次恒頻段檢測到的目標距離門進行比對，若差值小于規(guī)定數(shù)值，則認為是同一目標，解算出速度信息，并記錄下當前時刻；
[0010]步驟五，結(jié)合步驟一和步驟四中檢測到的速度和時間信息解算目標的加速度，并計算目標在步驟二時刻的速度信息；
[0011]步驟六，利用以下公式計算目標距離，
[0012]2*(Vj-Vi)/A /k*C/2
[0013]其中:Vj為步驟二時刻的速度信息，Vi為步驟一中獲得的速度信息，λ為波長，k為步驟二中使用的調(diào)頻段斜率，C為光速。
[0014]本發(fā)明的有益效果為:
[0015]常用的線性調(diào)頻測距方法只使用步驟一到步驟三，由于無法獲得步驟一時刻與步驟二時刻的目標速度變化信息，導(dǎo)致無法修正速度變化，所以傳統(tǒng)方法測距誤差大；本發(fā)明通過增加步驟四中的第二次恒頻段，與第一次恒頻段對比獲得目標速度變化信息，從而獲得目標在步驟二時刻的速度信息，修正了目標的速度變化，提高了測距精度。
[0016]說明書附圖
[0017]圖1為:本發(fā)明的流程框圖。
【具體實施方式】
[0018]運動目標的加速度變化周期通常為秒量級，雷達探測目標的周期為幾十毫秒量級，加速度變化周期遠大于雷達的探測目標周期，認為在雷達探測時間段內(nèi)目標的加速度是近似不變的。一種機載ro雷達調(diào)頻測距距離誤差修正方法，基于目標加速度恒定特征，誤差修正的步驟如下:
[0019]1、恒頻段檢測:雷達開機后用PRF進行恒頻段檢測，設(shè)發(fā)現(xiàn)恒頻段目標Ai (Ari，Afi)，i為目標序號，i = 1，2，……，m，m不大于120;Ari為恒頻段目標距離門號，Afi為恒頻段目標頻率門號；發(fā)現(xiàn)目標Ai的時刻記錄為Ti ；
[0020]2、調(diào)頻段檢測:恒頻段檢測發(fā)現(xiàn)目標后，雷達進行調(diào)頻段檢測，若未檢測到目標，返回步驟I ;若檢測到調(diào)頻段目標Bj (Br j，Bfj)，j = 1,2,……,m ；Br j為調(diào)頻段目標距離門號，Bfj為調(diào)頻段目標頻率門號；發(fā)現(xiàn)目標Bj的時刻記錄為Tj ；
[0021]3、目標配對:將恒頻段目標Ai與調(diào)頻段目標Bj進行配對，配對成功的恒頻段目標Ai與調(diào)頻段目標Bj視為同一目標，定義配對成功的目標為Yn，n = 1，2，……，m ;配對成功的條件是:第一、兩者距離門號的差值絕對值小于Nr_delta, Nr_delta為O?2的自然數(shù)；第二、滿足正負斜率的要求，具體是:當調(diào)頻段為正斜率調(diào)頻時，則恒頻段目標頻率門號Afi大于調(diào)頻段目標頻率門號Bfj ;當調(diào)頻段為負斜率調(diào)頻時，則恒頻段目標頻率門號Afi小于調(diào)頻段目標頻率門號Bfj ；
[0022]4、使用同樣脈沖重復(fù)頻率的波形進行第二次恒頻段檢測:若第二次恒頻段檢測有目標，設(shè)第二次恒頻段目標Ch (Crh，Cfh)，h為目標序號，h = 1,2,……，m，m不大于120，Crh為第二次恒頻段目標距離門號，Cfh為第二次恒頻段目標頻率門號，發(fā)現(xiàn)目標Ch的時刻記錄為Th。
[0023]5、目標加速度解算:
[0024]將第二次恒頻段目標Ch (Crh，Cfh)與第一次恒頻段內(nèi)的目標Ai (Ari，Afi)(該目標已與調(diào)頻段內(nèi)的目標配對成功)進行配對，若滿足下列條件，判定Ch(Crh，Cfh)與Ai(Ari，Afi)為同一目標，判定條件是:兩者距離門號的差值絕對值小于Nr_delta ;速度差小于V_delta, V_delta 為 O ?1m/s ;否則，Ch(Crh, Cfh)與 Ai (Ari, Afi)為不同目標，進行下一個步驟；根據(jù)公式[2]分別求得第一次恒頻段內(nèi)的目標速度Vi和第二次恒頻段的目標速度Vh0
[0025]V = Nf/Na*PRF* λ /2......................................................[I]
[0026]式中，Nf為恒頻段目標頻率門號，Na為恒頻段的脈沖積累點數(shù)，PRF為恒頻段的脈沖重復(fù)周期，λ為恒頻段信號波長；
[0027]求得加速度a = (Vh-Vi)/(Th-Ti)，進而求得目標在調(diào)頻段的速度為:Vj =Vi+a*(Tj-Ti)。
[0028]6、距離修正:利用公式[2]計算距離YnR2。
[0029]YnR2 = 2* (Vj-Vi) / λ /k*C/2..........................................[2]
[0030]式中，k為調(diào)頻段使用信號斜率，C為光速；
[0031]利用修正得到的距離YnR2作為初始跟蹤距離轉(zhuǎn)入跟蹤狀態(tài)。
【主權(quán)項】
1.一種具有誤差修正功能的機載雷達調(diào)頻測距方法，其特征為:所述的測距方法包括如下步驟: 步驟一，使用恒頻段檢測目標獲得距離門和頻率門信息，根據(jù)頻率門信息解算出速度信息，并記錄下當前時刻； 步驟二，恒頻段檢測發(fā)現(xiàn)目標后，雷達使用與步驟一相同脈沖重復(fù)頻率的波形進行調(diào)頻段檢測，獲得目標的距離門和頻率門信息，并記錄下當前時刻； 步驟三，對恒頻段檢測到的目標距離門和頻率門與調(diào)頻段檢測到的目標距離門和頻率門進行比對，若兩者距離門號的差值小于規(guī)定數(shù)值，且兩者頻率門之間的關(guān)系滿足對應(yīng)調(diào)頻斜率要求，則認為兩頻段檢測到的為同一目標； 步驟四，使用與步驟一中相同脈沖重復(fù)頻率的波形進行第二次恒頻段檢測，得到目標的距離門和頻率門，對兩次恒頻段檢測到的目標距離門進行比對，若差值小于規(guī)定數(shù)值，則認為是同一目標，解算出速度信息，并記錄下當前時刻； 步驟五，結(jié)合步驟一和步驟四中檢測到的速度和時間信息解算目標的加速度，并計算目標在步驟二時刻的速度信息； 步驟六，利用以下公式計算目標距離，2*(Vj_Vi)A /k*C/2 其中:Vj為步驟二時刻的速度信息，Vi為步驟一中獲得的速度信息，λ為波長，k為步驟二中使用的調(diào)頻段斜率，C為光速。
【專利摘要】本發(fā)明屬于雷達數(shù)據(jù)處理技術(shù)，涉及一種具有誤差修正功能的機載雷達調(diào)頻測距方法。該技術(shù)方案的主要特點在于，在現(xiàn)有測距技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過對兩側(cè)恒頻段檢測到的速度信息進行加速度計算，修正了在調(diào)頻段時刻的目標速度，從而提高了測距精度。
【IPC分類】G01S13/32, G01S7/40, G01S13/64
【公開號】CN105629222
【申請?zhí)枴緾N201410676626
【發(fā)明人】吳磊, 曹書華, 趙鵬
【申請人】中國航空工業(yè)集團公司雷華電子技術(shù)研究所
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2014年11月21日