[发明专利]一种高速机动目标参数估计方法

说明书

本发明公开了一种高速机动目标参数估计方法，首先通过时间反转校正速度引起的距离徙动，再用去调频处理遍历搜索加速度，就可以得到初始距离和加速度的估计值；在已知初始距离和加速度估计值的基础上，构建二阶拉登傅里叶变换相位补偿因子，通过遍历搜索速度，得到速度的估计值；整个搜索次数为两次搜索的次数和值，相比现有的直接利用二阶拉登傅里叶变换同时遍历搜索速度和加速度的方法计算量下降两个数量级，因此该方法可以在保证高阶机动目标参数估计精度的同时大幅降低的计算量。

技术领域

本发明属于微波雷达测量技术领域，具体涉及一种基于时间反转-二阶拉登傅里叶变换的高速机动目标参数估计方法。

背景技术

现代飞行器如超声速飞机、弹道导弹、空间飞行器等具有高机动性，目标的高速运动特性使得目标回波在积累时间内容易出现跨距离单元和跨多普勒单元现象，严重影响回波信号的能量积累。在1990年《Proceedings of the IEEE 1990 National Aerospace andElectronics Conference》第210页至214页，Wu X等人在发表的“Simultaneous imagingof multiple targets in an inverse synthetic aperture radar”一文中提出了一种基于最大似然估计对多目标进行参数估计和运动补偿的算法，该算法能提供较高的多目标分辨能力，但需要进行多维参数搜索，计算量大。在1990年《IEEE Transactions onAcoustics Speech and Signal Processing》第38卷第12期第2118页至2126页，Djuric PM等人发表的“Parameter estimation of chirp signals”一文中提出一种基于解相位和线性回归的算法，可以提高计算效率，但是这种算法只能用于单分量信号的场合，并且要求目标回波原始信噪比高于7dB。此外，在2011年《IEEE Transactions on Aerospace andElectronic Systems》中第47卷第2期第1186至1200页，Xu J等人在“Radar maneuveringtarget motion estimation based on generalized Radon-Fourier transform”一文中提出了一种新的拉登傅里叶变换方法来实现具有距离徙动的运动目标的相参积累。在2015年《IEEE Signal Processing Letters.》中第22卷第3期第270至274页，Li X L等人在“Afast maneuvering target motion parameters estimation algorithm based on ACCF”一文中提出了一种基于近邻互相关法的包络徙动校正法，该算法通过逐级降阶的方式来实现包络对齐，将其应用于机动目标窄带回波信号模型可消除穷尽搜索，但是低抗噪性能限制了算法的应用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于时间反转-二阶拉登傅里叶变换的高速机动目标参数估计方法，能够提高参数估计精度，且大幅降低计算量。

一种目标参数估计方法，包括：

步骤1、对雷达回波数据进行建模与脉冲压缩处理，具体方法如下:

假设雷达发射线性调频信号为：

其中为快时间，即距离时间，t_m为慢时间，且t_m＝mT,M+1为相干积累时间内发射的脉冲数，T为脉冲重复周期，rect(·)为门函数，T_p为脉冲宽度，f_c为载频，γ为调频率。

目标与雷达间的瞬时距离可以表示为：

其中，r₀表示目标与雷达间的初始距离，v₀表示目标的径向速度，a₀表示目标的加速度；