CN106772258B - 一种用于主被动雷达协同下的辐射源关联方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于雷达信号处理技术领域，具体的说是涉及一种用于主被动雷达协同下的辐射源关联方法。本发明的方法主要包括：通过主动雷达，测得的定位初值u_i；被动雷达通过时频二维相关获取辐射源时频差信息τ_i,f_i；据主动雷达，测得的定位初值u_i，求得该目标处的估计时频差值；对于获取的辐射源的时频差值，τ与f中最接近

与

的估计时频差值就认为该辐射源位于第i个目标上。本发明的有益效果为：能有效解决主被动雷达协同探测体制下主动雷达与被动雷达信息匹配的问题，在目标上搭载多个辐射源的时可以找到辐射源对应的目标。

Description

一种用于主被动雷达协同下的辐射源关联方法

技术领域

本发明属于雷达信号处理技术领域，具体的说是涉及一种用于主被动雷达协同下的辐射源关联方法。

背景技术

有源雷达自身辐射电磁波来探测目标，但容易被侦查到，无源雷达自身不辐射电磁波，但定位效果要差于有源雷达，所以主被动雷达协同定位跟踪的探测体制越来越受到重视。在该体制中，由于主动雷达可以探测到目标数量，而被动雷达探测到的是辐射源的信息，目标定位和跟踪过程需要知道被动雷达接收的辐射源信息与哪个主动雷达为一组，否则会造成定位结果误差较大，跟踪效果发散。当目标上搭载多个辐射源的时候，辐射源对应哪个目标需要匹配的过程，因此，本发明提出一种主动与被动雷达协同探测体制下的匹配方法。

发明内容

本发明针对三站快速运动空中平台(1个平台搭载主动雷达，2个平台搭载被动雷达)对海面慢速运动平台的主被动雷达信息匹配的方案。流程图如图1所示：

本发明的技术方案是：

一种用于主被动雷达协同下的辐射源关联方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.通过主动雷达，测得的定位初值u_d；

b.被动雷达通过时频二维相关获取辐射源时频差信息τ_i,f_i，时频差的计算公式为如下公式1-公式4：

其中，τ_i代表接收的时差，分段用公式1与公式2表示。公式1中i＝1,2,...,P时为多辐射源舰船上所有辐射源产生的时差，公式2中i＝P+1,...,P+N时为单辐射源舰船上所有辐射源产生的时差。假设m＝1上有2个辐射源，则

以此类推。f_i同理。n_τ为高斯白噪声，f_c与c分别代表载波频率与电磁波传播速度，||·||指2-范数，m_m,m＝1,2,...,M为多辐射源位置，n_n,n＝1,2,...,N为单辐射源位置，共有辐射源数

三个接收站位于s_k,k＝1,2,3，且三站速度为v_k,k＝1,2,3，其中站1为主站，搭载主动雷达，站2与站3为辅站，搭载被动雷达，以站1测得M+N个目标的初始位置为u_d,d＝1,2,...,M+N，站2与站3之间在1s内获得S组时差信息，记为τ_i,i＝1,...,S；

c.根据主动雷达，测得的定位初值u_d，求得该目标处的估计时频差值如下公式5和公式6：

d.对于获取的辐射源的时频差值，τ与f中最接近

与

的估计时频差值就认为该辐射源位于第d个目标上，判断方法为基于极大似然准备的判决方法：

时差：

频差：

时频差：

时频差中

与

为时差与频差的测量误差方差。

本发明的有益效果为：能有效解决主被动雷达协同探测体制下主动雷达与被动雷达信息匹配的问题，在目标上搭载多个辐射源的时可以找到辐射源对应的目标。

附图说明

图1主被动雷达信息匹配流程图；

图2时差匹配正确率图；

图3频差匹配正确率图；

图4时频差匹配正确率图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，详细描述本发明的技术方案：

实施例：

假设有8个目标，其中两艘多辐射源舰船各携带2个辐射源，6艘单辐射源舰船各携带一个辐射源，8个目标的坐标为[200,(i-1)*R,0],i＝1,2,...,8，单位Km，其中R为船舰之间间距。假定i＝2,8为多辐射源舰船(搭载2个辐射源，辐射源之间间距50m)。三个接收站坐标分别为s₁＝[0,0,30],s₂＝[25,43,30],s₃＝[25,-43,30]，单位Km，三个接收站自定位误差为50m。三站速度为v₁＝[1020,0,0],v₂＝[1020,0,0],v₃＝[1020,0,0]，单位m/s。仿真次数均为5000次。

仅通过时差进行匹配。假设时差测量误差为50ns，舰船之间坐标间距R＝1,2,5,10km。u₁～u₈为第1到8个目标上的辐射源，u₉，u₁₀分别为第2与第5个目标上的第二个辐射源。详见附图2。

仅通过频差进行匹配。假设频差测量误差为70Hz，舰船之间坐标间距R＝1,2,5,10km。u₁～u₈为第1到8个目标上的辐射源，u₉，u₁₀分别为第2与第5个目标上的第二个辐射源。详见附图3。

通过时频差进行匹配。假设时差测量误差50ns，频差测量误差为70Hz，舰船之间坐标间距R＝1,2,5,10km。u₁～u₈为第1到8个目标上的辐射源，u₉，u₁₀分别为第2与第5个目标上的第二个辐射源。详见附图4。

可得时差和时频差匹配正确率相对较高，如果目标间距在2km时，各个辐射源被匹配到正确的舰船上的概率在95％以上，其中，由于时频差比时差多了频差信息，匹配的正确率要高于纯时差情况。纯频差匹配时，由于频差的非线性程度更高，频差测量误差的扰动对于结果由一定影响，故匹配正确率要略低于时差和时频差，在目标间距为2km时，各个目标匹配正确率在70％到85％左右，但目标间距拉开至5km时，也能准确地将各个辐射源匹配到所在舰船平台上。故，本方法能解决主被动雷达协同探测体制下主动雷达与被动雷达信息匹配的问题。

Claims (1)

1.一种用于主被动雷达协同下的辐射源关联方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.通过主动雷达，测得的定位初值u_d；

b.被动雷达通过时频二维相关获取辐射源时频差信息τ_i,f_i，时频差的计算公式为如下公式1-公式4：

其中，τ_i代表接收的时差，分段用公式1与公式2表示，公式1中i＝1,2,...,P时为多辐射源舰船上所有辐射源产生的时差，公式2中i＝P+1,...,P+N时为单辐射源舰船上所有辐射源产生的时差；n_τ为高斯白噪声，f_c与c分别代表载波频率与电磁波传播速度，||·||指2-范数，m_m,m＝1,2,...,M为多辐射源位置，n_n,n＝1,2,...,N为单辐射源位置，共有辐射源数S＝P,N,S>M+N,

三个接收站位于s_k,k＝1,2,3，且三站速度为v_k,k＝1,2,3，其中站1为主站，搭载主动雷达，站2与站3为辅站，搭载被动雷达，以站1测得M+N个目标的初始位置为u_d,d＝1,2,...,M+N，站2与站3之间在1s内获得S组时差信息，记为τ_i,i＝1,...,S；

c.根据主动雷达，测得的定位初值u_d，求得该目标处的估计时频差值如下公式5和公式6：

d.对于获取的辐射源的时频差值，τ_i与f_i中最接近

与

的估计时频差值就认为该辐射源位于第d个目标上，判断方法为基于极大似然估计的判决方法从时差、频差和时频差中任选其一：

时差：

频差：

时频差：

时频差中

与

为时差与频差的测量误差方差。

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