CN108535719A - 基于多普勒频谱重心校正的调频连续波着陆雷达测速方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于多普勒频谱重心校正的调频连续波着陆雷达测速方法，其实现步骤为：(1)获取调频连续波着陆雷达的回波信号；(2)获得解调频后回波信号的二维矩阵；(3)获得差频信号的频谱；(4)获得差频信号频谱重心和频谱宽度的第一次估计值；(5)计算差频信号频谱的噪声功率；(6)获得差频信号频谱重心和频谱宽度的第二次估计值；(7)获得调频连续波着陆雷达天线波束的地面入射角；(8)获得校正后的多普勒频谱重心；(9)获得校正后的测速结果。本发明通过添加重心校正系数得到校正后的速度估计值，可以用于调频连续波着陆雷达测速，满足更高精度的测速要求。

Description

基于多普勒频谱重心校正的调频连续波着陆雷达测速方法

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，更进一步涉及雷达数据处理技术领域中的一种基于多普勒频谱重心校正的调频连续波FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave)着陆雷达测速方法。本发明在利用重心法公式，估计出调频连续波着陆雷达回波多普勒频谱重心之后，利用校正后的回波多普勒频谱重心，测量调频连续波着陆雷达相对于与地面的运动速度。

背景技术

雷达测速的基本原理是应用多普勒效应。多普勒效应是指当发射源和接收者之间有相对径向运动时，接收到的信号频率将发生变化。由于目标回波的多普勒频率和其径向速度成正比，因此只要准确地测出其多普勒频率，就可以确定目标运动的径向速度。随着雷达技术的发展，调频连续波雷达已广泛应用于测速、测距、气象预测等领域。线性频率调制的调频连续波信号作为一种比较成熟的低截获概率信号，目前已受到广泛的研究和应用。

而在实际应用中，由于地面上等角度间隔的投影面积不同以及入射角不同，导致调频连续波着陆雷达的回波信号能量并不关于天线波束中心轴线对称，用重心法公式估计出的多普勒频谱重心并非天线波束中心对应的多普勒频率。为了实现无偏估计，需要对使用重心法公式估计的结果进行校正，提高调频连续波着陆雷达多普勒频率的估计精度。现有利用重心法估计调频连续波着陆雷达多普勒频率的方法，仅利用了调频连续波着陆雷达回波频谱的统计特性，在复杂场景下，计算量大且估计精度较差。

西安电子科技大学在其申请的专利文献“基于自适应卡尔曼滤波的机车雷达测速方法”(专利申请号201510076008.0，公布号CN104635231A)中公开了一种基于自适应卡尔曼滤波的机车雷达测速方法。该方法首先利用频谱重心法预估机车多普勒频率并抑制低频干扰，再进行雷达位置自校准与速度解算，最终通过自适应卡尔曼滤波器进行滤波，实现机车速度的实时测量。在自适应卡尔曼滤波模块中，首先用前一时刻的机车状态预测机车当前时刻的运动状态，并利用滑窗方法实时计算观测噪声的方差，以适应不同路面情况下雷达的观测误差波动，然后再利用观测值对机车速度的预测值进行更新，得到最终机车运行速度的估计值。该方法存在的不足之处是，需要通过自适应卡尔曼滤波器进行滤波，在调频连续波着陆雷达的应用场景下，运算量较大。

刘昌文在其发表的论文“激光多普勒测速中的频谱校正及其应用”(中国激光，第30卷第7期，2003年7月)中公开了一种使用能量重心法来提高多普勒频率的测量精度以满足测量要求。该方法利用各种窗函数离散频谱的能量重心无穷逼近主瓣中心或在主瓣中心附近，通过对信号功率谱加窗，依据信号功率谱的分布特征选择一种窗函数并确定采样点数，最终以主瓣内功率谱值较大的几条谱线求得主瓣的中心坐标，得到校正后的多普勒频率。这种能量重心法不依赖于窗函数，算法实现简单，计算量小。但是，该方法仍然存在的不足之处是，多普勒频率的校正精度与窗函数类型和采样点数的选取有关。当窗函数选择矩形窗或者选取的采样点数较少时，多普勒频率的校正精度较低，无法满足调频连续波着陆雷达高测速精度的要求。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提出一种基于多普勒频谱重心校正的调频连续波着陆雷达测速方法。可实现使用重心校正系数对调频连续波多普勒频谱重心进行校正，降低测速的计算量，提高测速精度。

实现本发明目的的具体思路是：通过重心估计公式和频谱宽度估计公式分别估计出差频信号的频谱重心和频谱宽度，根据波束中心频率估计公式和波束中心频谱宽度估计公式，分别计算调频连续波着陆雷达天线的波束中心差频信号频率估计值和频谱宽度估计值，根据调频连续波着陆雷达天线的波束中心差频信号频谱宽度估计值和频率估计值的比值，估计调频连续波着陆雷达天线波束的地面入射角，根据入射角对应的重心校正系数，对调频连续波着陆雷达的多普勒频谱重心进行校正，降低了计算量，提高测速精度。

实现本发明的目的的具体步骤包括如下：

(1)获取调频连续波着陆雷达的回波信号：

(1a)根据调频连续波着陆雷达系统的要求，设置系统的各项仿真参数；

(1b)利用调频连续波着陆雷达的回波信号公式，计算三角调制的调频连续波着陆雷达在正、负调频周期的回波信号；

(2)获得解调频后回波信号的二维矩阵：

对调频连续波着陆雷达的实时回波信号做解调频处理，得到调频连续波着陆雷达的差频信号；将调频连续波着陆雷达的差频信号排列为二维矩阵；

(3)获得差频信号的频谱：

(3a)对调频连续波着陆雷达差频信号的二维矩阵做快速离散傅里叶变换FFT，得到调频连续波着陆雷达差频信号频谱的二维矩阵；

(3b)对调频连续波着陆雷达差频信号频谱的二维矩阵做非相参积累处理，得到调频连续波着陆雷达差频信号的频谱；

(4)获得差频信号频谱重心和频谱宽度的第一次估计值：

(4a)利用重心估计公式，分别计算调频连续波着陆雷达正、负调频周期差频信号频谱重心的第一次估计值；

(4b)利用频谱宽度估计公式，分别计算调频连续波着陆雷达正、负调频周期差频信号频谱宽度的第一次估计值；

(5)获得差频信号频谱的噪声功率：

利用噪声功率计算公式，分别计算调频连续波着陆雷达正、负调频周期的噪声功率值；

(6)获得差频信号频谱重心和频谱宽度的第二次估计值：

(6a)将正、负调频周期差频信号频谱重心的第一次估计值，分别作为第二次估计窗口的中心；

(6b)将正、负调频周期差频信号频谱宽度的第一次估计的四倍值，分别作为第二次估计窗口的宽度；

(6c)用正、负调频周期差频信号的频谱功率值分别减去正、负调频周期的噪声功率值，以功率差分别作为第二次估计窗口内正、负调频周期差频信号的频谱功率值；

(6d)在估计窗口内，用第二次估计窗口的中心频率值更新正调频或负调频周期差频信号谱峰对应的频率值；用第二次估计窗口内的采样点数更新正调频或负调频周期差频信号谱峰两端所取的采样点数；用第二次估计窗口内正、负调频周期差频信号的频谱功率值更新正调频或负调频周期差频信号的频谱功率值；

(6e)在估计窗口内，利用重心估计公式，计算调频连续波着陆雷达正、负调频周期差频信号频谱重心的第二次估计值；

(6f)在估计窗口内，利用频谱宽度估计公式，计算调频连续波着陆雷达正、负调频周期差频信号频谱宽度的第二次估计值；

(7)获得调频连续波着陆雷达天线波束的地面入射角：

(7a)利用波束中心频率估计公式，计算调频连续波着陆雷达天线的波束中心差频信号频率估计值；

(7b)利用波束中心频谱宽度估计公式，计算调频连续波着陆雷达天线的波束中心差频信号频谱宽度估计值；

(7c)建立一个包括入射角与差频信号频谱宽度和频率比值的对照表；

(7d)将波束中心差频信号频谱宽度估计值与频率估计值的比值作为估计比值，在对照表中找到与估计比值最接近的比值，将此比值对应的入射角作为天线波束的地面入射角；

(8)获得校正后的多普勒频谱重心：

(8a)用负调频周期差频信号的频谱重心减去正正调频周期差频信号的频谱重心，将此差值除以2，得到调频连续波着陆雷达的多普勒频谱重心；

(8b)建立一个包括入射角与重心校正系数的对照表；

(8c)在对照表中找到天线波束在地面的入射角对应的重心校正系数；

(8d)将重心校正系数与多普勒频谱重心相乘，得到校正后的调频连续波着陆雷达多普勒频谱重心；

(9)获得校正后的测速结果：

利用测速公式，计算校正后的调频连续波着陆雷达测速值。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

第一，由于本发明利用天线波束在地面的入射角对应的重心校正系数进行多普勒频谱重心校正，使获得校正后的调频连续波着陆雷达测速结果只需要较小的计算量。克服了现有技术在测速时需要使用自适应卡尔曼滤波器对多普勒频率进行滤波，计算量大的问题，使本发明具有在保持同等测速精度的前提下，降低调频连续波着陆雷达测速计算量的优点。

第二，由于本发明利用重心校正系数与多普勒频谱重心相乘，得到校正后更精确的多普勒频谱重心，利用校正后的多普勒频谱重心计算得到调频连续波着陆雷达相对于地面的速度估计值。克服了现有技术中多普勒频率的校正精度与窗函数类型和选取的点数有关，当窗函数选择矩形窗或者选取的点数较少时，多普勒频率的校正精度较低的问题。使本发明具有提高调频连续波着陆雷达测速精度的优点。

附图说明

图1是本发明的流程图；

图2是本发明入射角与差频信号频谱宽度和频率比值的对照图；

图3是本发明入射角与重心校正系数的对照图；

图4是本发明的仿真图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述。

参照附图1，对本发明的具体步骤做进一步的描述。

步骤1，获取调频连续波着陆雷达的回波信号。

根据调频连续波着陆雷达系统的要求，设置系统的各项仿真参数。

利用调频连续波着陆雷达的回波信号公式，计算三角调制的调频连续波着陆雷达在正、负调频周期的回波信号。

所述调频连续波着陆雷达的回波信号公式如下：

其中，s⁺(t)表示调频连续波着陆雷达正调频周期内t时刻的回波信号，E表示调频连续波着陆雷达发射信号的幅度，G表示调频连续波着陆雷达天线的功率增益，λ表示调频连续波着陆雷达的波长，π表示圆周率，R(t)表示正调频周期内t时刻调频连续波着陆雷达与地面的距离，表示开方操作，σ表示调频连续波着陆雷达的雷达截面积，exp表示以自然常数e为底的指数操作，j表示虚数单位符号，f表示调频连续波着陆雷达发射信号的中心频率，δ表示调频连续波着陆雷达回波信号的多普勒频率，τ表示正调频周期调频连续波着陆雷达回波信号的延时，c表示光速，μ表示调频连续波着陆雷达发射信号的调制斜率B表示调频连续波着陆雷达发射信号的带宽，T表示调频连续波着陆雷达发射信号的周期，表示调频连续波着陆雷达发射信号的相位，s-(x)表示调频连续波着陆雷达负调频周期内x时刻的回波信号，R(x)表示负调频周期内x时刻调频连续波着陆雷达与地面的距离，η表示负调频周期调频连续波着陆雷达回波信号的延时，

步骤2，获得解调频后回波信号的二维矩阵。

对调频连续波着陆雷达的实时回波信号做解调频处理，得到调频连续波着陆雷达的差频信号；将调频连续波着陆雷达的差频信号排列为二维矩阵。

步骤3，获得差频信号的频谱。

对调频连续波着陆雷达差频信号的二维矩阵做快速离散傅里叶变换FFT，得到调频连续波着陆雷达差频信号频谱的二维矩阵。

所述快速离散傅里叶变换FFT公式如下：

其中，X(a)表示调频连续波着陆雷达差频信号的频谱，a表示频谱的谱线号，a＝0,1,2,...,H-1，H表示离散采样点数，|·|表示取复数模值操作，∑表示求和操作，h表示调频连续波着陆雷达差频信号的时间点，h＝0,1,2,...,H-1，x(h)表示调频连续波着陆雷达差频信号，W_H表示离散傅里叶变换的旋转因子，且e表示以自然常数e为底的指数操作，j表示虚数单位符号，π表示圆周率。

对调频连续波着陆雷达差频信号频谱的二维矩阵做非相参积累处理，得到调频连续波着陆雷达差频信号的频谱。

所述非相参积累处理是指，将调频连续波着陆雷达差频信号频谱的二维矩阵中的信号取模，对每个正、负调频周期起始频率对应的频谱的幅度进行累加，得到调频连续波着陆雷达差频信号的频谱。

步骤4，获得差频信号频谱重心和频谱宽度的第一次估计值。

利用重心估计公式，分别计算调频连续波着陆雷达正、负调频周期差频信号频谱重心的第一次估计值。

所述的重心估计公式如下：

其中，m表示正调频或负调频周期差频信号的频谱重心估计值，k表示正调频或负调频周期差频信号的谱峰对应的采样点序号，N表示正调频或负调频周期差频信号的谱峰两端所取采样点数，∑表示求和操作，p表示正调频或负调频周期内第p个采样点，p＝1,2,……,D，D表示每个正调频或负调频周期的采样点总数，|·|表示取复数模值操作，s[f(p)]表示正调频或负调频周期内第p个采样点频率对应的差频信号的频谱。

利用频谱宽度估计公式，分别计算调频连续波着陆雷达正、负调频周期差频信号频谱宽度的第一次估计值。

所述的频谱宽度估计公式如下：

其中，M表示正调频或负调频周期差频信号的频谱宽度估计值。

步骤5，计算差频信号频谱的噪声功率。

利用噪声功率计算公式，分别计算调频连续波着陆雷达正、负调频周期的噪声功率值。

所述的噪声功率计算公式如下：

其中，U⁺表示调频连续波着陆雷达正调频周期的噪声功率估计值，m⁺表示正调频周期的差频信号频谱重心估计值，M⁺表示正调频周期的差频信号频谱宽度估计值，q表示正调频周期内第q个采样点，q＝1,2,····,E，E表示每个正调频周期内的采样点总数，Y表示m⁺-2M⁺对应的采样点左侧包含的采样点数，s⁺[f(q)]表示正调频周期内第q个采样点的频率对应差频信号的频谱，U^-表示调频连续波着陆雷达负调频阶段的噪声功率估计值，m^-表示负调频周期的差频信号频谱重心估计值，M^-表示负调频周期的差频信号频谱宽度估计值，Z表示m^-+2M^-对应的采样点右侧包含的采样点数，l表示负调频周期内第l个采样点，l＝1,2,····,A，A表示每个负调频周期内的采样点总数，s^-[f(l)]表示负调频周期内第l个采样点的频率对应差频信号的频谱。

步骤6，获得差频信号频谱重心和频谱宽度的第二次估计值。

将正、负调频周期差频信号频谱重心的第一次估计值，分别作为第二次估计窗口的中心。

将正、负调频周期差频信号频谱宽度的第一次估计的四倍值，分别作为第二次估计窗口的宽度。

用正、负调频周期差频信号的频谱功率值分别减去正、负调频周期的噪声功率值，以功率差分别作为第二次估计窗口内正、负调频周期差频信号的频谱功率值。

在估计窗口内，用第二次估计窗口的中心频率值更新正调频或负调频周期差频信号谱峰对应的频率值；用第二次估计窗口内的采样点数更新正调频或负调频周期差频信号谱峰两端所取的采样点数；用第二次估计窗口内正、负调频周期差频信号的频谱功率值更新正调频或负调频周期差频信号的频谱功率值。

在估计窗口内，利用重心估计公式，计算调频连续波着陆雷达正、负调频周期差频信号频谱重心的第二次估计值。

所述的重心估计公式如下：

其中，m表示正调频或负调频周期差频信号的频谱重心估计值，k表示正调频或负调频周期差频信号的谱峰对应的采样点序号，N表示正调频或负调频周期差频信号的谱峰两端所取采样点数，∑表示求和操作，p表示正调频或负调频周期内第p个采样点，p＝1,2,····,D，D表示每个正调频或负调频周期的采样点总数，|·|表示取复数模值操作，s[f(p)]表示正调频或负调频周期内第p个采样点频率对应的差频信号的频谱。

在估计窗口内，利用频谱宽度估计公式，计算调频连续波着陆雷达正、负调频周期差频信号频谱宽度的第二次估计值。

所述的频谱宽度估计公式如下：

其中，M表示正调频或负调频周期差频信号的频谱宽度估计值。

步骤7，获得调频连续波着陆雷达天线波束的地面入射角。

利用波束中心频率估计公式，计算调频连续波着陆雷达天线的波束中心差频信号频率估计值。

所述的波束中心频率估计公式如下：

其中，F表示调频连续波着陆雷达天线的波束中心差频信号频率估计值，g⁺表示正调频周期差频信号的频谱重心第二次估计值，g^-表示负调频周期差频信号的频谱重心第二次估计值。

利用波束中心频谱宽度估计公式，计算调频连续波着陆雷达天线的波束中心差频信号频谱宽度估计值。

所述的波束中心频谱宽度估计公式如下：

其中，W表示调频连续波着陆雷达天线的波束中心差频信号频谱宽度估计值，d⁺表示正调频周期差频信号的频谱宽度第二次估计值，d^-表示负调频周期差频信号的频谱宽度第二次估计值。

下面参照附图2本发明入射角与差频信号频谱宽度和频率比值的对照图，对多个入射角与多个差频信号频谱宽度和频率比值的对应关系做进一步的描述。图2由多个入射角与多个差频信号频谱宽度和频率比值一一对应的对照表产生。图2中的横坐标表示入射角，单位为度，纵坐标表示差频信号频谱宽度和频率比值。图2中的实线表示入射角与差频信号频谱宽度和频率比值对照曲线。由图2中的实线可以看到，差频信号频谱宽度和频率比值随入射角单调变化，入射角与差频信号频谱宽度和频率比值一一对应，入射角可以由差频信号频谱宽度和频率比值唯一确定。

将波束中心差频信号频谱宽度估计值与频率估计值的比值作为估计比值，在对照表中找到与估计比值最接近的比值，将此比值对应的入射角作为天线波束的地面入射角。

步骤8，获得校正后的多普勒频谱重心。

用负调频周期差频信号的频谱重心减去正正调频周期差频信号的频谱重心，将此差值除以2，得到调频连续波着陆雷达的多普勒频谱重心。

下面参照附图3本发明入射角与重心校正系数的对照图，对多个入射角与多个重心校正系数的对应关系做进一步的描述。图3由多个入射角与对应多个重心校正系数的对照表产生。图3中的横坐标表示入射角，单位为度，纵坐标表示重心校正系数。图3中的实线表示入射角与重心校正系数对照曲线。由图3中的实线可以看到，一个入射角只对应一个重心校正系数，重心校正系数可以由入射角唯一确定。可以在入射角与重心校正系数的对照表中找到天线波束在地面的入射角唯一对应的重心校正系数。

将重心校正系数与多普勒频谱重心相乘，得到校正后的调频连续波着陆雷达多普勒频谱重心。

步骤9，获得校正后的测速结果。

利用下述的测速公式，计算校正后的调频连续波着陆雷达测速值：

其中，V表示调频连续波着陆雷达测速值，g表示调频连续波着陆雷达多普勒频谱重心。

下面结合仿真实验对本发明做进一步的描述。

1.仿真条件：

本发明的仿真实验中采用的调频连续波着陆雷达发射信号，其中心频率为35吉赫兹，带宽为4兆赫兹，脉冲重复周期为1毫秒，采样频率为20兆赫兹，随机初相位为0，对发射信号的幅度做归一化处理。调频连续波着陆雷达天线方向图函数采用辛克函数。调频连续波着陆雷达与地面的距离范围为4100米至4400米，调频连续波着陆雷达与地面的相对运动速度范围为57米/秒至64米/秒，调频连续波着陆雷达天线波束的地面入射角区间为20度至40度。仿真时间为2.56秒，数据更新周期为0.128秒。

在估计调频连续波着陆雷达正、负调频阶段差频信号的噪声功率时，分别在正、负调频阶段差频信号频谱谱峰对应的采样点两端各取50个采样点。使用嫦娥三号天线实测数据，建立多个入射角和多个波束中心差频信号频谱宽度估计值与频率估计值的比值的对照表。

2.仿真内容与结果分析：

本发明的仿真实验分别用本发明和现有技术的未使用重心校正的调频连续波雷达测速技术，对调频连续波着陆雷达的速度估计值进行了仿真，得到的仿真结果如图4所示。

图4中的横坐标表示数据点序列，纵坐标表示速度，单位为米/秒。图4中以实线标示的曲线表示调频连续波着陆雷达的速度真实值曲线，以圆形标示的折线表示重心校正前的速度估计值折线，以方形标示的折线表示重心校正后的速度估计值折线。

由图4可以看到，与重心校正前的速度估计值折线相比，采用本发明方法进行重心校正后的速度估计值折线更接近速度真实值曲线，说明重心校正后的速度估计值与速度真实值的误差更小。说明本发明能够使调频连续波着陆雷达速度估计值与速度真实值之间的误差明显减小，提高调频连续波着陆雷达的测速精度，使用本发明方法估计调频连续波着陆雷达的速度值能够获得更精确的结果。

Claims (9)

1.一种基于多普勒频谱重心校正的调频连续波着陆雷达测速方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)获取调频连续波着陆雷达的回波信号：

(1a)根据调频连续波着陆雷达系统的要求，设置系统的各项仿真参数；

(1b)利用调频连续波着陆雷达的回波信号公式，计算三角调制的调频连续波着陆雷达在正、负调频周期的回波信号；

(2)获得解调频后回波信号的二维矩阵：

对调频连续波着陆雷达的实时回波信号做解调频处理，得到调频连续波着陆雷达的差频信号；将调频连续波着陆雷达的差频信号排列为二维矩阵；

(3)获得差频信号的频谱：

(3a)对调频连续波着陆雷达差频信号的二维矩阵做快速离散傅里叶变换FFT，得到调频连续波着陆雷达差频信号频谱的二维矩阵；

(3b)对调频连续波着陆雷达差频信号频谱的二维矩阵做非相参积累处理，得到调频连续波着陆雷达差频信号的频谱；

(4)获得差频信号频谱重心和频谱宽度的第一次估计值：

(4a)利用重心估计公式，分别计算调频连续波着陆雷达正、负调频周期差频信号频谱重心的第一次估计值；

(4b)利用频谱宽度估计公式，分别计算调频连续波着陆雷达正、负调频周期差频信号频谱宽度的第一次估计值；

(5)计算差频信号频谱的噪声功率：

利用噪声功率计算公式，分别计算调频连续波着陆雷达正、负调频周期的噪声功率值；

(6)获得差频信号频谱重心和频谱宽度的第二次估计值：

(6a)将正、负调频周期差频信号频谱重心的第一次估计值，分别作为第二次估计窗口的中心；

(6b)将正、负调频周期差频信号频谱宽度的第一次估计的四倍值，分别作为第二次估计窗口的宽度；

(6c)用正、负调频周期差频信号的频谱功率值分别减去正、负调频周期的噪声功率值，以功率差分别作为第二次估计窗口内正、负调频周期差频信号的频谱功率值；

(6d)在估计窗口内，用第二次估计窗口的中心频率值更新正调频或负调频周期差频信号谱峰对应的频率值；用第二次估计窗口内的采样点数更新正调频或负调频周期差频信号谱峰两端所取的采样点数；用第二次估计窗口内正、负调频周期差频信号的频谱功率值更新正调频或负调频周期差频信号的频谱功率值；

(6e)在估计窗口内，利用重心估计公式，计算调频连续波着陆雷达正、负调频周期差频信号频谱重心的第二次估计值；

(6f)在估计窗口内，利用频谱宽度估计公式，计算调频连续波着陆雷达正、负调频周期差频信号频谱宽度的第二次估计值；

(7)获得调频连续波着陆雷达天线波束的地面入射角：

(7a)利用波束中心频率估计公式，计算调频连续波着陆雷达天线的波束中心差频信号频率估计值；

(7b)利用波束中心频谱宽度估计公式，计算调频连续波着陆雷达天线的波束中心差频信号频谱宽度估计值；

(7c)建立一个包括入射角与差频信号频谱宽度和频率比值的对照表；

(7d)将波束中心差频信号频谱宽度估计值与频率估计值的比值作为估计比值，在对照表中找到与估计比值最接近的比值，将此比值对应的入射角作为天线波束的地面入射角；

(8)获得校正后的多普勒频谱重心：

(8a)用负调频周期差频信号的频谱重心减去正正调频周期差频信号的频谱重心，将此差值除以2，得到调频连续波着陆雷达的多普勒频谱重心；

(8b)建立一个包括入射角与重心校正系数的对照表；

(8c)在对照表中找到天线波束在地面的入射角对应的重心校正系数；

(8d)将重心校正系数与多普勒频谱重心相乘，得到校正后的调频连续波着陆雷达多普勒频谱重心；

(9)获得校正后的测速结果：

利用测速公式，计算校正后的调频连续波着陆雷达测速值。

2.根据权利要求1所述的基于多普勒频谱重心校正的调频连续波着陆雷达测速方法，其特征在于：步骤(1b)中所述调频连续波着陆雷达的回波信号公式如下：

其中，s⁺(t)表示调频连续波着陆雷达正调频周期内t时刻的回波信号，E表示调频连续波着陆雷达发射信号的幅度，G表示调频连续波着陆雷达天线的功率增益，λ表示调频连续波着陆雷达的波长，π表示圆周率，R(t)表示正调频周期内t时刻调频连续波着陆雷达与地面的距离，表示开方操作，σ表示调频连续波着陆雷达的雷达截面积，exp表示以自然常数e为底的指数操作，j表示虚数单位符号，f表示调频连续波着陆雷达发射信号的中心频率，δ表示调频连续波着陆雷达回波信号的多普勒频率，τ表示正调频周期调频连续波着陆雷达回波信号的延时，c表示光速，μ表示调频连续波着陆雷达发射信号的调制斜率，B表示调频连续波着陆雷达发射信号的带宽，T表示调频连续波着陆雷达发射信号的周期，表示调频连续波着陆雷达发射信号的相位，s^-(x)表示调频连续波着陆雷达负调频周期内x时刻的回波信号，R(x)表示负调频周期内x时刻调频连续波着陆雷达与地面的距离，η表示负调频周期调频连续波着陆雷达回波信号的延时，

3.根据权利要求1所述的基于多普勒频谱重心校正的调频连续波着陆雷达测速方法，其特征在于：步骤(3b)中所述非相参积累处理是指，将调频连续波着陆雷达差频信号频谱的二维矩阵中的信号取模，对每个正、负调频周期起始频率对应的频谱的幅度进行累加，得到调频连续波着陆雷达差频信号的频谱。

4.根据权利要求1所述的基于多普勒频谱重心校正的调频连续波着陆雷达测速方法，其特征在于：步骤(4a)、步骤(6e)中所述的重心估计公式如下：

其中，m表示正调频或负调频周期差频信号的频谱重心估计值，k表示正调频或负调频周期差频信号的谱峰对应的采样点序号，N表示正调频或负调频周期差频信号的谱峰两端所取采样点数，∑表示求和操作，p表示正调频或负调频周期内第p个采样点，p＝1,2,····,D，D表示每个正调频或负调频周期的采样点总数，|·|表示取复数模值操作，s[f(p)]表示正调频或负调频周期内第p个采样点频率对应的差频信号的频谱。

5.根据权利要求1所述的基于多普勒频谱重心校正的调频连续波着陆雷达测速方法，其特征在于：步骤(4b)、步骤(6f)中所述的频谱宽度估计公式如下：

其中，M表示正调频或负调频周期差频信号的频谱宽度估计值。

6.根据权利要求1所述的基于多普勒频谱重心校正的调频连续波着陆雷达测速方法，其特征在于：步骤(5)中所述的噪声功率计算公式如下：

其中，U⁺表示调频连续波着陆雷达正调频周期的噪声功率估计值，m⁺表示正调频周期的差频信号频谱重心估计值，M⁺表示正调频周期的差频信号频谱宽度估计值，q表示正调频周期内第q个采样点，q＝1,2,····,E，E表示每个正调频周期内的采样点总数，Y表示m⁺-2M⁺对应的采样点左侧包含的采样点数，s⁺[f(q)]表示正调频周期内第q个采样点的频率对应差频信号的频谱，U^-表示调频连续波着陆雷达负调频阶段的噪声功率估计值，m^-表示负调频周期的差频信号频谱重心估计值，M^-表示负调频周期的差频信号频谱宽度估计值，Z表示m^-+2M^-对应的采样点右侧包含的采样点数，l表示负调频周期内第l个采样点，l＝1,2,····,A，A表示每个负调频周期内的采样点总数，s^-[f(l)]表示负调频周期内第l个采样点的频率对应差频信号的频谱。

7.根据权利要求1所述的基于多普勒频谱重心校正的调频连续波着陆雷达测速方法，其特征在于：步骤(7a)中所述的波束中心频率估计公式如下：

其中，F表示调频连续波着陆雷达天线的波束中心差频信号频率估计值，g⁺表示正调频周期差频信号的频谱重心第二次估计值，g^-表示负调频周期差频信号的频谱重心第二次估计值。

8.根据权利要求1所述的基于多普勒频谱重心校正的调频连续波着陆雷达测速方法，其特征在于：步骤(7b)中所述的波束中心频谱宽度估计公式如下：

其中，W表示调频连续波着陆雷达天线的波束中心差频信号频谱宽度估计值，d⁺表示正调频周期差频信号的频谱宽度第二次估计值，d^-表示负调频周期差频信号的频谱宽度第二次估计值。

9.根据权利要求1所述的基于多普勒频谱重心校正的调频连续波着陆雷达测速方法，其特征在于：步骤(9)中所述的测速公式如下：

其中，V表示调频连续波着陆雷达测速值，g表示调频连续波着陆雷达多普勒频谱重心。