[发明专利]星载GNSS-S雷达的目标检测方法

说明书

本发明涉及一种星载GNSS‑S雷达的目标检测方法，包括：将GNSS‑S雷达搭载在低轨卫星上，接收GNSS导航卫星的目标后向散射信号，对目标进行探测；构建星载GNSS‑S双站雷达的运动目标回波模型；采用基于并行遗传算法的长时间相参积累处理方法，快速搜索目标的相对运动参数，并对目标后向散射信号进行长时间相参积累；根据目标后向散射信号的长时间积累结果，解算目标的位置及运动参数；采用卡尔曼滤波技术，剔除虚假目标，实现对目标的长时间跟踪。本发明可实现多目标、复杂运动目标极弱信号的精确、快速检测。

技术领域

本发明涉及星载雷达目标探测技术领域，尤其涉及一种利用星载GNSS-S雷达的舰船目标长时间相参处理方法实现的星载GNSS-S雷达的目标检测方法。

背景技术

全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)的全球覆盖特性，可为大范围海面目标的长时间稳定观测提供可靠信号来源，以其作为辐射源构成的雷达系统在海面大范围监测方向具有应用潜力。星载GNSS散射信号探测(Global NavigationSatellite System–Scatter，GNSS-S)雷达通过在低轨星座搭载雷达接收机，接收导航卫星信号的舰船目标散射信号，可以实现对全球范围的海面舰船目标近实时监测。相比于传统光学探测技术，星载GNSS-S雷达具有全天时、全天候的探测优势；相比于传统雷达探测技术，星载GNSS-S雷达具有成本低、高隐蔽、抗干扰能力强等优势。

由于传播距离远，GNSS信号在地面功率密度极低，约为-135dBW/m²,再经过舰船目标散射到达雷达接收机的信号非常弱，远远小于噪声的功率水平，这给星载GNSS-S雷达的舰船目标探测造成困难。现有技术虽然在星载GNSS-S雷达的舰船目标探测方面有一定研究，但是受限于目标的运动复杂度。

发明内容

为克服上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种星载GNSS-S雷达的目标检测方法。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：

本发明提供一种星载GNSS-S雷达的目标检测方法，通过在低轨卫星上搭载GNSS-S雷达接收机，接收GNSS导航卫星的舰船目标散射信号，该散射信号的信杂噪比(SCNR)极低，采用长时间相参积累技术可以提升目标散射信号的SCNR，实现舰船目标的可靠检测。GNSS具备全天时、全天候的全球覆盖优势，为舰船目标观测提供长时间连续照射条件；利用低轨GNSS-S雷达相控阵天线波束形成技术，实现对同一海面区域的长时间凝视。建立星载GNSS-S双站雷达的运动目标回波模型，采用并行遗传算法的长时间相参积累处理方法，快速搜索舰船目标的精确相对运动参数，补偿相对高速运动引起的跨距离单元与跨多普勒单元走动，进而实现星载GNSS-S双站雷达的运动舰船目标极弱信号的长时间相参积累，提升舰船目标的SCNR。与传统的长时间相参积累处理方法相比，该方法可用于多目标、复杂运动目标场景，且具有时效性高、积累性能好的优势。

有益效果：

根据本发明的方案，通过构建星载GNSS-S双站雷达的运动目标回波模型，在此模型基础上，利用基于并行遗传算法的长时间相参积累处理技术获取目标的相对运动参数，并结合已知的导航卫星及GNSS-S雷达的运动信息，解算获得运动目标的精确动态位置信息及运动参数。采用基于并行遗传算法的长时间相参积累技术，可以快速搜索目标的相对运动参数，补偿高速相对运动引起的跨距离单元及跨多普勒单元走动，实现极弱目标信号的长时间相参积累，适用于多目标、复杂运动形式的场景。同时，多处理核并行处理方法的使用使该技术具有高计算效率及高积累性能，具备几十秒量级的长时间相参处理能力，适合处理极弱目标信号。

附图说明

图1示意性表示本发明实施例提供的一种星载GNSS-S雷达的目标检测方法流程图；

图2示意性表示本发明实施例提供的一种星载GNSS-S雷达的目标检测方法中星载GNSS-S雷达系统的结构图；