[发明专利]一种海上运动目标智能探测方法

权利要求书

1.一种海上运动目标智能探测方法，其特征在于：全球导航智能雷达几何模型，所述几何模型包括卫星、接收机和运动目标；通过卫星反射，构建用于海上运动目标的定位与探测的全球导航智能雷达系统；通过全球导航智能雷达系统的同步算法和运动目标指示算法，对实际数据进行解算，实现两颗卫星对运动目标的运动跟踪。

2.根据权利要求1所述的一种海上运动目标智能探测方法，其特征在于：所述卫星为北斗B2a、接收机包括浮空器上的接收机和浮标上的接收机；接收机采取双通道模式，包括外差信道和雷达通道，其中外差信道用于同步接收机和发射机信号，在其视场内记录来自每颗卫星的直接信号，雷达通道跟踪运动目标指示。

3.根据权利要求2所述的一种海上运动目标智能探测方法，其特征在于：多发射机、单接收机情况下，单接收机基准源为O₀(0,0,0)，目标D_k和卫星D_ai的坐标为：

D_k＝a＝(a,b,c)^D (1)

D_ai＝a_i＝(a_i,b_i,c_i)^D (2)

i为卫星编号；

从卫星i到接收机的基准为

卫星i到目标的距离为:

目标到接收机的距离(D)为:

对特定目标和卫星，经距离多普勒计算处理后输出，双基地距离可以写成：

O_i＝D_i+O₀-S_i (6)

当所有相关双基地距离都被准确测量时，就会锁定目标正确的位置；

使用北斗B2a，采用分层结构的主码、副码，其中D_p(t)为伪随机正交函数，码速率为1ms，f_cr＝10.23MHz，得到外差通道(HC)信号如下：

H_o(t,v)＝D_p(t-μ₀(v)-μ_e(v))D_s(t-μ₀(v)-μ_e(v))×exp(i(2πf_c0(v)t+σ₀(v)+σ_e(v)) (7)

其中t∈[0,T_H]是速度，T_H为雷达PRI值，是慢速度，T是停留时间的速度；

参数μ₀(v),σ₀(v),f_c0(v)为直接信号多普勒的瞬时时延、相位以及频率；

这些数值取决于卫星和接收器的相对位置和运动，μ_e(v),σ_e(v)分别是由大气和接收机引起的累积相位误差和延迟；

外差信道(HC)和雷达通道(RC)使用相同的时钟和本振，雷达通道(RC)信号如下：

H(t,v)＝D_p(t-μ(v)-μ_e(v))D_s(t-μ(v)-μ_e(v))×exp(i(2πf_c(v)t+σ(v)+σ_e(v)) (8)

式中μ(v),σ(v),f_c(v)表示为目标信号的瞬时延迟、相位和多普勒频率。

4.根据权利要求3所述的一种海上运动目标智能探测方法，其特征在于：所述同步算法的过程为，将直接信号经副码跟踪、交叉频率跟踪、介质频率跟踪、精细频率跟踪、时延跟踪和相位跟踪后，提取接收信号的跟踪参数；其中副码跟踪的算法为，将直接信号、外差通道信号作为输入，经多普勒调制、快速傅里叶变换后，二者相乘，再经快速傅里叶逆变换、峰值搜索；通过时长2分钟的多普勒跟踪，得到同步算法输出的多普勒频率、时延和相位；将普勒频率、时延和相位结合各自的相位的误差修正信号，生成本地参考信号：

H_ref(t,v)＝D_p(t-μ(v)-μ_e(v))D_s(t-μ(v)-μ_e(v))×exp(i(2πf_c(v)t+σ(v)+σ_e(v) (9)

H_ref(v)＝exp{i(σ_e(v))} (10)

所述运动目标指示基本算法为将基准信号与雷达通道信号经距离匹配滤波器处理，与相应误差相乘，最后经多普勒快速傅里叶变换处理，得到距离多普勒地图，数据是通过反射信号H(t,v)与本地参考信号H_se(t,v)的特征相关性来确定，其中，Δμ(v)、Δσ(v)和Δf_c(v)为直接信号与反射信号的时间、相位和多普勒频率的即时差值，可以相应地进行如下测量：

Δμ(v)＝μ(v)-μ_c(v) (11)

Δf_c(v)＝f_c(v)-f_c0(v) (12)

Δσ(v)＝σ(v)-σ_c(v) (13)。