[发明专利]目标散射截面积的预测方法

说明书

技术领域

本发明属于雷达技术领域，特别涉及目标的散射截面积RCS的预测方法，以较为准确地预测目标在下一个时刻的散射截面积RCS，辅助认知雷达发射端的参数设置，可用于资源管理。

背景技术

随着目标的飞行，目标相对于雷达的姿态角是在不断变化的，只要稍微变动观察角，就会引起散射截面积RCS较大的起伏。但有时为了估算作用距离、设计雷达照射目标的发射功率，必须对各类复杂目标给出一个代表其散射截面积RCS大小的数值。在工程计算中常把目标的散射截面积RCS视为常量，即平均值。实际上，处于运动状态的目标，视角一直在变化，截面积随之产生起伏。最早提出而且目前仍然在常用的起伏模型是施威林Swerling模型。此方法利用一个概率密度函数来描述目标散射截面积RCS可能的取值范围与区间。但该方法只是给出了取值的范围，不能根据目标散射截面积RCS的起伏规律与照射角度预测下一时刻目标的散射截面积RCS，不便于认知雷达设置发射端的参数。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提出一种目标散射截面积的预测方法。以较为准确地预测目标在下一个时刻的散射截面积RCS，便于认知雷达发射端的参数设置，保证回波的信噪比。

为实现上述目的，本发明的技术方案包括如下步骤：

(1)设置隐马尔可夫模型参数：

设目标在t时刻的散射截面积为x_k(t)；

设在t时刻雷达照射方向与目标飞行方向的夹角为θ_k(t)；

设t时刻对雷达的回波进行处理后得到目标散射截面积的测量值为y(t)，用各个时刻的测量值构成的测量集合为Y_T＝{y(1),y(2),...,y(t)...,y(T-1),y(T)}＝{Y(T-1),y(T)},1≤t≤T,其中T为观测的最后时刻；

设目标状态由{x_k(t),θ_k(t)}转移到{x_l(t+1),θ_l(t+1)}的转移概率：P(x_l(t+1),θ_l(t+1)|x_k(t),θ_k(t))

(2)利用t时刻的目标散射截面积x_k(t)、雷达照射方向与目标飞行方向的夹角θ_k(t)和t+1时刻目标的散射截面积x_l(t+1)、雷达照射方向与目标飞行方向的夹角θ_l(t+1)，通过状态转移模型得出目标状态由{x_k(t),θ_k(t)}转移到{x_l(t+1),θ_l(t+1)}的转移概率P(x_l(t+1),θ_l(t+1)|x_k(t),θ_k(t))；

(3)利用隐马尔可夫模型HMM和t时刻目标的散射截面积x_k(t)、测量序列Y_t、雷达照射方向与目标飞行方向的夹角θ_k(t)，得出t时刻目标散射截面积的后验概率F_k(t)；

(4)利用隐马尔可夫模型HMM和步骤(2)及步骤(3)结果，得出t+1时刻目标散射截面积x_l(t+1)的先验概率P(x_l(t+1)|Y_t,θ(t))；