[发明专利]一种多机动目标径向初速度和径向加速度的估计方法

摘要

本发明属于雷达运动目标检测技术领域，公开了一种多机动目标径向初速度和径向加速度的估计方法，其具体步骤为：对雷达回波进行脉冲压缩；对脉冲压缩结果沿脉冲维进行相干积累；对相干积累结果进行二维恒虚警检测，确定多机动目标信号所在的距离单元；提取多机动目标所在距离单元的回波信息；对目标所在距离单元信号估计噪声功率和噪声的检测门限；目标所在距离单元相干积累后多普勒信息与噪声检测门限比较，确定目标最大限度径向速度和径向加速度的范围；基于CS稀疏分解法对多机动目标进行参数粗略估计；基于CS理论对机动目标利用逐次逼近法进行参数的高精度估计；得到所有被检测到的各个机动目标径向初速度和加速度满足高精度的估计值。

主权项

一种多机动目标径向初速度和径向加速度的估计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，利用雷达向位于同一距离单元的多机动目标发射信号，并利用雷达接收经所述多机动目标反射的原始回波数据；对原始回波数据进行脉冲压缩，得到脉冲压缩后的回波数据矩阵X；X＝[X1，X2，...，Xi，...，XN]，Xi表示第i个距离单元的脉冲压缩后的回波数据，i＝1，2，...，N，N为每个脉冲对应的距离单元数；对脉冲压缩后的回波数据矩阵X沿脉冲维做相干积累，得到相干积累数据矩阵Y；对相干积累数据矩阵Y进行二维恒虚警检测，得出所述多机动目标所在的距离单元的序号n0，1≤n0≤N；从脉冲压缩后的回波数据矩阵X中提取所述多机动目标所在距离单元的脉冲压缩后的回波数据步骤2，确定机动目标径向初速度的最小值vmin、机动目标径向初速度的最大值vmax、机动目标径向加速度的最大值amax、以及机动目标径向加速度的最小值amin；设置径向初速度一次搜索步长为Δv1和径向加速度一次搜索步长为Δa1，在径向初速度一次离散搜索区间[vmin，vmax]内，从vmin开始每隔Δv1获取一个径向初速度搜索值，得到P个径向初速度搜索值；在径向加速度一次离散搜索区间[amin，amax]，从amin开始每隔Δa1获取一个径向加速度搜索值，得到Q个径向加速度搜索值；P×Q＞M，M为雷达发射的脉冲个数；步骤3，建立第一超完备原子库Φ：其中，p＝1，2，...，P，q＝1，2，...，Q，Φ为M×L维的矩阵，L＝P×Q；为：表示第p个径向初速度搜索值；表示第q个径向加速度搜索值；n＝1，2，...，M，Tr为雷达发射信号的脉冲重复周期，上标T表示矩阵或向量的转置；得出第一超完备原子库Φ下的稀疏分解方程：Xn0=Φα+Z]]>其中，α为L×1维的列向量，Z为已知的随机噪声残余分量，Z为M×1维的矢量；然后将符合第一超完备原子库Φ下的稀疏分解方程的α的解输入关于第一超完备原子库Φ下的稀疏分解的优化模型中，得出α的最优化一次稀疏解所述关于第一超完备原子库Φ下的稀疏分解的优化模型为：其中，γ表示设定的正则化参数，||·||2表示求2范数，||·||1表示求1范数；在得出α的最优化一次稀疏解之后，将中非零元素的个数K作为机动目标的个数；确定中第g个非零元素的行序号dg，g＝1，2，...，K；得出第g个机动目标径向初速度的一次估计值和径向加速度的一次估计值当dg％Q≠0时，当dg％Q＝0时，其中，dg％Q表示dg除以Q后所得余数，表示第个径向初速度搜索值，表示第dg％Q个径向加速度搜索值，表示第个径向初速度搜索值，表示向下取整。