[发明专利]一种基于相位测距目标跟踪的微多普勒特征提取方法

说明书

本发明公开了一种基于相位测距目标跟踪的微多普勒特征提取方法，包括如下步骤：(1)获取宽带雷达回波，采用相位测距法获取目标各散射点精确位置；(2)通过时频变换估计瞬时多普勒频率，从而获得瞬时速度，并对目标平动速度进行补偿，提取微动多普勒频移分量，计算微动速度；(3)将步骤(2)中提取得到的微动速度引入到目标跟踪流程中，构造伪量测，进行序贯滤波，进一步精确微动航迹；(4)获取目标微动航迹，更新微动参数估计。本发明将序贯滤波算法引入微多普勒特征提取过程中，充分利用多普勒量测信息提高目标的跟踪精度，同时获得高质量微动曲线，从而获得更精准的微动参数估计。

技术领域

本发明涉及雷达信号处理技术领域，尤其是一种基于相位测距目标跟踪的微多普勒特征提取方法。

背景技术

雷达向运动目标发射电磁信号，目标相对雷达存在径向运动，雷达回波久会产生频移；除主体移动外，如果目标或目标的任何结构部件在雷达视线方向存在摆动、振动或转动等微动，则这种微动将在回波信号上引起附加的频率调制，并在主体移动产生的多普勒偏移频率附近产生边频，V.C.Chen将这种附加的多普勒调制定义为微多普勒效应。

对于微多普勒特征的提取问题近些年已有大量研究成果，然而现有的微多普勒特征提取方法只在频域对微动特征进行分析，并基于时频图提取微多普勒曲线，忽略了目标微动的时域特征。而由于目标的微动相比于目标主体的平动较为微弱，在时域难以对其微动幅度进行精确估计，因此成为了研究中的难点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种基于相位测距目标跟踪的微多普勒特征提取方法，将序贯滤波算法引入微多普勒特征提取过程中，充分利用多普勒量测信息提高目标的跟踪精度，同时获得高质量微动曲线，从而获得更精准的微动参数估计。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于相位测距目标跟踪的微多普勒特征提取方法，包括如下步骤：

(1)获取宽带雷达回波，采用相位测距法获取目标各散射点精确位置；

(2)通过时频变换估计瞬时多普勒频率，从而获得瞬时速度，并对目标平动速度进行补偿，提取微动多普勒频移分量，计算微动速度；

(3)将步骤(2)中提取得到的微动速度引入到目标跟踪流程中，构造伪量测，进行序贯滤波，进一步精确微动航迹；

(4)获取目标微动航迹，更新微动参数估计。

优选的，步骤(1)中，获取宽带雷达回波，采用相位测距法获取目标各散射点精确位置具体包括如下步骤：

(11)包络延时估计；通过接收回波与发射波形之间的延时粗略估计目标距离：

其中τ为时间延迟；

(12)求解模糊相位：

其中s(t_k)为雷达回波；

(13)解相位模糊，求解真实相位：

(i)求相邻相位差分；

(ii)调整后差值积分；

令Δn＝n_k-n_k-1，假设回波信号满足奈奎斯特采样定理，则有|Δφ|≤π，因此则：

因此回波真实相位为：

(14)基于解相位模糊后的全相位进行测距：