CN109683158B - 基于干涉仪信息融合的雷达地面静止防空单元检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于干涉仪信息融合的雷达地面静止防空单元检测方法，在直升机飞行的过程中，目标相对于雷达的方位和距离都在实时变化，由于防空单元是静止的，以干涉仪实时测得的方位角度所绘制的不同射线相交的点即为防空单元的位置，该位置信息与雷达航迹进行匹配后即可完全确认防空单元。适合将该方法应用于直升机载雷达对地静止防空单元探测中。

Description

基于干涉仪信息融合的雷达地面静止防空单元检测方法
技术领域
本发明属于雷达目标检测及目标识别领域，具体涉及一种基于干涉仪信息融合的雷达地面静止防空单元检测方法。
背景技术
在现代战争中，武装直升机已成为支援地面部队作战和夺取超低空制空权、制海权最有效的武器，而装备先进的机载雷达可以使它的作战威力和作战效能大幅度提高。从作战模式和战术看，要求直升机贴地飞行，隐蔽接敌，突然攻击后马上机动规避。通过超低空贴地飞行，直升机可以绕过敌方防空雷达的搜索，实现对敌方纵深区域的侦察，还可以击毁敌方的防空单元，夺取制空权。
对处于运动状态的防空单元，检测和跟踪方法已经比较成熟，难点是对静止防空单元的检测。因为目标和地物杂波都在零多普勒区间，而且在擦地角较大时地物回波的干扰对防空单元的区分造成了很大的困难。目前对防空单元进行侦察的主要设备是干涉仪，它首先对输入信号进行时域检测，完成包括频率、幅度、波达时刻和脉冲宽度等脉冲参数的提取，并对这些信号进行预分选、分类缓存，与辐射源形成一一对应关系，接着对辐射源进行脉冲串分析(PRF、脉组结构等)、波束扫描分析，实现目标分类(识别)，建立并维护威胁目标库，与雷达先验知识对比分析后给出威胁判断，根据目标分类及威胁判断的结果对单个目标进行干涉仪精确定位。干涉仪定位的精度与直升机相对目标飞行的横向距离直接相关，对直升机的航向有较苛刻的要求，增加了直升机暴露的风险，而且其最终的定位结果不足以引导火控系统进行打击。但是干涉仪的优势是能够比较精确地实时探测到防空单元的方位角度。我们将干涉仪系统和雷达系统进行融合，利用干涉仪的精确测角信息和雷达的实时精确测距信息，实现了防空单元和地物目标的分类，从而实现对防空单元的精确打击。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处，实现直升机对地面静止防空单元的精确打击问题，本发明提出一种基于干涉仪和雷达信息融合的静止防空单元检测方法。
技术方案
一种基于干涉仪信息融合的雷达地面静止防空单元检测方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：干涉仪对防空单元的回波进行信号时域检测、信号预分选、分类缓存、脉冲串分析和波束扫描分析，得到防空单元所在的方位角；
步骤2：雷达对雷达回波信号进行中频采样、数字下变频、脉压处理、相干积累、恒虚警检测、点迹相关、航迹起始和航迹关联，得到雷达搜索范围内的所有目标方位和距离信息；
步骤3：以干涉仪所测到的防空单元所在的方位角为中心确定一个雷达所测到的目标方位角度范围；
步骤4：重复步骤1-3得到三个目标方位角度范围，采用射线相交法得到的这三个目标方位角度范围的交集，即为防空单元的所处的区域；
步骤5：干涉仪计算交集的中心点到雷达的距离，若该距离超过了雷达的作用距离，则仅作为机载进一步的参考；若该距离在雷达的作用距离内，则重复步骤4的射线关联算法进一步缩小目标的范围直至确定目标位置。
有益效果
本发明提出的一种基于干涉仪信息融合的雷达地面静止防空单元检测方法，利用干涉仪的精确测角信息和雷达的实时精确测距信息，实现了静止防空单元的检测，其利用的基本特征是在直升机飞行的过程中，目标相对于雷达的方位和距离都在实时变化，由于防空单元是静止的，以干涉仪实时测得的方位角度所绘制的不同射线相交的点即为防空单元的位置，该位置信息与雷达航迹进行匹配后即可完全确认防空单元。适合将该方法应用于直升机载雷达对地静止防空单元探测中。与现有技术相比，采用本发明方法对地面静止防空单元进行检测时，具有以下两方面的有益效果：
一方面，同干涉仪定位方法相比，距离实时性强、测距精度高、可直接满足火控要求的优势。
另一方面，同雷达探测相比，解决了强地物目标干扰的问题，极大地降低了虚警概率。
附图说明
图1为本算法进行干涉仪进行融合的原理图
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
本发明所采用的基于干涉仪信息融合的雷达地面静止防空单元检测方法包含如下步骤：
(1)通过干涉仪获得当前范围内防空单元的方位信息；
(2)通过雷达航迹处理获得雷达搜索范围内的所有目标方位和距离信息；
(3)进行干涉仪信息和雷达信息融合确定目标区域；
(4)多帧数据关联，确定目标位置；
其中：
步骤(1)是涉及防空单元的回波信号时域检测、信号预分选、分类缓存，脉冲串分析(根据PRF、脉组结构与现有的雷达库进行对比)、波束扫描分析，实现目标分类(识别)和测角(防空单元所在的方位角)。
步骤(2)采用传统的信号处理方式，主要涉及雷达回波信号的中频采样、数字下变频、脉压处理、相干积累、恒虚警检测、点迹相关、航迹起始、航迹关联，得到雷达搜索范围内的所有目标方位和距离信息。
步骤(3)是利用已知的防空单元方位信息，采用射线相交的方法，由于雷达和干涉仪测角都有一定的误差，通过三帧数据三个不同方位射线的交点，可以确定防空单元的所处的区域。
以干涉仪所测到的防空单元所在的方位角为中心确定一个雷达所测到的目标方位角度范围，比如干涉仪所测到的防空单元所在的方位角为10°，则初步筛选出雷达所测到的目标方位角度范围为10°±0.5°；
步骤(4)重复步骤1-3得到三个不同方位射线的交点，可以确定防空单元的所处的区域(目标方位角度范围的交集)；
步骤(5)若数据初始融合的距离(干涉仪计算交集的中心点到雷达的距离)超过了雷达的作用距离，则可将这一精度较低的距离作为机载进一步决策的参考。若初步融合的距离在雷达距离范围内，则利用步骤4的射线关联算法进一步缩小目标的范围直至确定目标位置。
工作过程：
(1)在武装直升机进入可能存在敌方防空武器的作战区域时，关闭火控雷达发射机，系统工作在被动探测状态，干涉仪通过频域快速跳频技术快速搜索战场环境，探测是否存在战斗状态的防空单元，并对其进行识别和威胁判断。一旦发现战斗状态防空单元，对其进行精确定向实时提供战场态势信息。
(2)利用步骤(3)中射线相交的方法，估计防空单元的距离，当防空单元雷达探测范围时，调整火控雷达天线将波束指向对准需要探测的方位，迅速开启发射机，在短时间内获得已知方位和初步估计区域的所有目标航迹信息。
(3)不断将后续扫描帧的航迹进行射线相交和航迹关联，最终确定防空单元的位置信息。

Claims (1)

1.一种基于干涉仪信息融合的雷达地面静止防空单元检测方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：干涉仪对防空单元的回波进行信号时域检测、信号预分选、分类缓存、脉冲串分析和波束扫描分析，得到防空单元所在的方位角；
步骤2：雷达对雷达回波信号进行中频采样、数字下变频、脉压处理、相干积累、恒虚警检测、点迹相关、航迹起始和航迹关联，得到雷达搜索范围内的所有目标方位和距离信息；
步骤3：以干涉仪所测到的防空单元所在的方位角为中心确定一个雷达所测到的目标方位角度范围；
步骤4：重复步骤1-3得到三个目标方位角度范围，采用射线相交法得到的这三个目标方位角度范围的交集，即为防空单元的所处的区域；
步骤5：干涉仪计算交集的中心点到雷达的距离，若该距离超过了雷达的作用距离，则仅作为机载进一步决策的参考；若该距离在雷达的作用距离内，则重复步骤4的射线关联算法进一步缩小目标的范围直至确定目标位置。
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