CN115629363A - 星载探测雷达实时内定标方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种星载探测雷达实时内定标方法及装置,结合探测雷达定标需求,在系统工作前,通过星上自主完成定标过程和定标结果判决过程,来实现探测雷达的星上自主定标;在保证探测雷达时效性的前提下,由星上自主完成内定标并判断定标结果是否发生变化,保证了探测雷达系统采用大功率和大带宽工作下的探测目标距离测量精度,此外,集成了合成功率补偿和系统时延的标定。
Description
技术领域
本申请涉及雷达探测技术领域,具体地,涉及一种星载探测雷达实时内定标方法及装置。
背景技术
传统星载探测雷达由于带宽小,功率低,不使用定标也能满足要求,而高功率大带宽的探测雷达能够看得远、看的清,是未来的发展趋势。但是由于带宽的变大,雷达必须采用定标技术来完成系统内部的幅相不一致性的补偿。当前的内定标技术基于SAR发展而来,多是在雷达工作前采集定标数据并存储,通过地面处理的方式完成定标,而探测雷达需要在开机后快速进入工作状态,通过星地互传数据的方式,在地面进行定标不满足星载探测雷达的使用需求,因此该方式不适用于探测雷达。
发明内容
为了克服现有技术中的至少一个不足,本申请提供一种星载探测雷达实时内定标方法及装置。
第一方面,提供一种星载探测雷达实时内定标方法,包括:
获取雷达系统中发射端的多个发射支路的功率输出结果,以其中一个发射支路的功率输出结果为基准,对其他发射支路的功率输出结果进行幅度和相位的补偿,得到多个发射支路的补偿后的功率输出结果;
获取雷达系统的参考定标信号、发射定标信号和接收定标信号;
根据参考定标信号、发射定标信号和接收定标信号,确定当前定标结果;
通过比较当前定标结果和雷达系统内预存的定标结果,确定当前定标结果是否有效;在当前定标结果有效时,用于根据当前定标结果进行雷达系统幅度和相位的起伏补偿;
确定雷达系统的参考定标系统时延、发射定标系统时延、接收定标系统时延和内定标链路系统时延;
根据参考定标系统时延、发射定标系统时延、接收定标系统时延和内定标链路系统时延,确定雷达系统时延对应的距离;雷达系统时延对应的距离用于确定探测目标的真实测量距离。
在一个实施例中,通过比较当前定标结果和雷达系统内预存的定标结果,确定当前定标结果是否有效,包括:
若当前定标结果和雷达系统内预存的定标结果的对比结果在设定的误差范围内,则当前定标结果有效;
若当前定标结果和雷达系统内预存的定标结果的对比结果超过设定的误差范围,则重新确定当前定标结果;当确定当前定标结果的次数达到3次,且每次确定的当前定标结果和雷达系统内预存的定标结果的对比结果均超过设定的误差范围,则认为雷达系统出现问题,需要人工干预。
在一个实施例中,根据参考定标信号、发射定标信号和接收定标信号,确定当前定标结果,包括:
其中,为参考定标信号的实部,为参考定标信号的虚部,为发射定标信号的
实部,为发射定标信号的虚部,为接收定标信号的实部,为接收定标信号的虚部,为参考定标信号的幅度,为发射定标信号的幅度,为接收定标信号的幅度,为
发射通道的幅度,为发射端除发射通道外的幅度误差,为接收通道的幅度误差,为接收端除接收通道外的幅度误差,为内定标链路的幅度误差;
其中,为发射通道的相位,为发射端除发射通道外的相位误差,为
接收通道的相位误差,为接收端除接收通道外的相位误差,为内定标链路的相位
误差;为参考定标信号的虚部和实部的比值,为发射定标信号的虚部和实部的比值,为接收定标信号的虚部和实部的比值。
在一个实施例中,根据参考定标系统时延、发射定标系统时延、接收定标系统时延和内定标链路系统时延,确定雷达系统时延对应的距离,采用以下公式:
在一个实施例中,方法还包括:
在雷达系统工作结束后,获取雷达系统的参考定标信号、发射定标信号和接收定标信号;根据参考定标信号、发射定标信号和接收定标信号,确定工作结束后的定标结果;
通过比较工作结束后的定标结果和当前定标结果,确定雷达系统在工作过程中的状态是否发生变化。
第二方面,提供一种星载探测雷达实时内定标装置,包括:
功率补偿模块,用于获取雷达系统中发射端的多个发射支路的功率输出结果,以其中一个发射支路的功率输出结果为基准,对其他发射支路的功率输出结果进行幅度和相位的补偿,得到多个发射支路的补偿后的功率输出结果;
定标信号获取模块,用于获取雷达系统的参考定标信号、发射定标信号和接收定标信号;
定标结果确定模块,用于根据参考定标信号、发射定标信号和接收定标信号,确定当前定标结果;
定标结果有效性判断模块,用于通过比较当前定标结果和雷达系统内预存的定标结果,确定当前定标结果是否有效;当当前定标结果有效时,用于根据当前定标结果进行雷达系统幅度和相位的起伏补偿;
定标系统时延确定模块,用于确定雷达系统的参考定标系统时延、发射定标系统时延、接收定标系统时延和内定标链路系统时延;
系统时延距离确定模块,用于根据参考定标系统时延、发射定标系统时延、接收定标系统时延和内定标链路系统时延,确定雷达系统时延对应的距离;雷达系统时延对应的距离用于确定探测目标的真实测量距离。
在一个实施例中,定标结果有效性判断模块,还用于:
若当前定标结果和雷达系统内预存的定标结果的对比结果在设定的误差范围内,则当前定标结果有效;
若当前定标结果和雷达系统内预存的定标结果的对比结果超过设定的误差范围,则重新确定当前定标结果;当确定当前定标结果的次数达到3次,且每次确定的当前定标结果和雷达系统内预存的定标结果的对比结果均超过设定的误差范围,则认为雷达系统出现问题,需要人工干预。
在一个实施例中,定标结果确定模块,还用于:
其中,为参考定标信号的实部,为参考定标信号的虚部,为发射定标信号的
实部,为发射定标信号的虚部,为接收定标信号的实部,为接收定标信号的虚部,为参考定标信号的幅度,为发射定标信号的幅度,为接收定标信号的幅度,为
发射通道的幅度,为发射端除发射通道外的幅度误差,为接收通道的幅度误差,为接收端除接收通道外的幅度误差,为内定标链路的幅度误差;
其中,为发射通道的相位,为发射端除发射通道外的相位误差,为
接收通道的相位误差,为接收端除接收通道外的相位误差,为内定标链路的相位
误差,为参考定标信号的虚部和实部的比值,为发射定标信号的虚部和实部的比值,为接收定标信号的虚部和实部的比值。
在一个实施例中,系统时延距离确定模块,还用于:
采用以下公式确定雷达系统时延对应的距离:
在一个实施例中,装置还包括:
雷达系统状态变化确定模块,用于在雷达系统工作结束后,获取雷达系统的参考定标信号、发射定标信号和接收定标信号;根据参考定标信号、发射定标信号和接收定标信号,确定工作结束后的定标结果;通过比较工作结束后的定标结果和当前定标结果,确定雷达系统在工作过程中的状态是否发生变化。
相对于现有技术而言,本申请具有以下有益效果:本申请结合探测雷达定标需求,在系统工作前,通过星上自主完成定标过程和定标结果判决过程,来实现探测雷达的星上自主定标;在保证探测雷达时效性的前提下,由星上自主完成内定标并判断定标结果是否发生变化,保证了探测雷达系统采用大功率和大带宽工作下的探测目标距离测量精度,此外,集成了合成功率补偿和系统内时延的标定。
附图说明
本申请可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解,附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分。在附图中:
图1示出了根据本申请实施例的星载探测雷达实时内定标方法的流程框图;
图2示出了根据本申请实施例的星载探测雷达实时内定标装置的结构框图。
具体实施方式
在下文中将结合附图对本申请的示例性实施例进行描述。为了清楚和简明起见,在说明书中并未描述实际实施例的所有特征。然而,应该了解,在开发任何这种实际实施例的过程中可以做出很多特定于实施例的决定,以便实现开发人员的具体目标,并且这些决定可能会随着实施例的不同而有所改变。
在此,还需要说明的一点是,为了避免因不必要的细节而模糊了本申请,在附图中仅仅示出了与根据本申请的方案密切相关的装置结构,而省略了与本申请关系不大的其他细节。
应理解的是,本申请并不会由于如下参照附图的描述而只限于所描述的实施形式。在本文中,在可行的情况下,实施例可以相互组合、不同实施例之间的特征替换或借用、在一个实施例中省略一个或多个特征。
本申请实施例提供一种星载探测雷达实时内定标方法及装置,探测雷达要求实时跟踪测量并完成结果的输出,定标失败会导致本次工作失败,定标数据后处理的方式不可行,需要在系统工作前完成定标并验证定标结果的正确性;本申请结合探测雷达定标需求,在系统工作前,通过星上自主完成定标过程和定标结果判决过程,来实现探测雷达的星上自主定标。
图1示出了根据本申请实施例的星载探测雷达实时内定标方法的流程框图,方法包括:
步骤S11,获取雷达系统中发射端的多个发射支路的功率输出结果,以其中一个发射支路的功率输出结果为基准,对其他发射支路的功率输出结果进行幅度和相位的补偿,得到多个发射支路的补偿后的功率输出结果;
该步骤中,雷达系统采用多个功放设备功率合成后进行输出的情况下,功率合成
要求每一路输出幅相一致,首先完成多个输出通道的幅相一致性校准。对于以第一个发射
支路的输出功率的幅度和相位为基准,将其他发射支路的输出功率的幅度和相位修
改为第一个发射支路输出幅度和相位相同的结果,则其他各发射支路需要补偿的幅度和相
位分别为和,和分别表示第i个发射支路的输出功率的幅度和相位。
步骤S12,获取雷达系统的参考定标信号、发射定标信号和接收定标信号,其中参考定标信号为发射链路和接收链路的公共支路以及内定标链路的定标信号,发射定标信号为发射链路的定标信号,接收定标信号为接收链路的定标信号;
参考定标信号:
发射定标信号:
接收定标信号:
其中,为发射通道的幅度,为发射端除发射通道外的幅度误差,为
接收通道的幅度误差,为接收端除接收通道外的幅度误差,为发射通道的相位,为发射端除发射通道外的相位误差,为接收通道的相位误差,为接收端除
接收通道外的相位误差,为内定标链路的幅度误差,为内定标链路的相位误差。
步骤S13,根据参考定标信号、发射定标信号和接收定标信号,确定当前定标结果;
其中,为参考定标信号的实部,为参考定标信号的虚部,为发射定标信号的
实部,为发射定标信号的虚部,为接收定标信号的实部,为接收定标信号的虚部,为参考定标信号的幅度,为发射定标信号的幅度,为接收定标信号的幅度,为
发射通道的幅度,为发射端除发射通道外的幅度误差,为接收通道的幅度误差,为接收端除接收通道外的幅度误差,为内定标链路的幅度误差;
其中,为发射通道的相位,为发射端除发射通道外的相位误差,为
接收通道的相位误差,为接收端除接收通道外的相位误差,为内定标链路的相位
误差;为参考定标信号的虚部和实部的比值,为发射定标信号的虚部和实部的比值,为接收定标信号的虚部和实部的比值。
步骤S14,通过比较当前定标结果和雷达系统内预存的定标结果,确定当前定标结果是否有效;在当前定标结果有效时,用于根据当前定标结果进行雷达系统幅度和相位的起伏补偿;
步骤S15,确定雷达系统的参考定标时延、发射定标时延、接收定标时延和内定标链路时延,其中参考定标时延为发射链路和接收链路的公共支路的时延,发射定标时延为发射链路的时延,接收定标时延为接收链路的时延,内定标链路时延为内定标链路的固有时延;这里,参考定标时延、发射定标时延、接收定标时延和内定标链路时延均可以通过测量得到。
步骤S16,根据参考定标系统时延、发射定标系统时延、接收定标系统时延和内定标链路系统时延,确定雷达系统时延对应的距离;雷达系统时延对应的距离用于确定探测目标的真实测量距离。
该步骤中,采用以下公式确定雷达系统时延对应的距离:
雷达系统时延对应的距离用于确定探测目标的真实测量距离D:
其中,L为雷达系统测量得到的探测目标的测量距离。
本申请实施例的星载探测雷达实时内定标方法,在保证探测雷达时效性的前提下,由星上自主完成内定标并判断定标结果是否发生变化,保证了探测雷达系统采用大功率和大带宽工作下的测量精度,此外,集成了合成功率补偿和系统内时延的标定。
在一个实施例中,通过比较当前定标结果和雷达系统内预存的定标结果,确定当前定标结果是否有效,包括:
若当前定标结果和雷达系统内预存的定标结果的对比结果在设定的误差范围内,则当前定标结果有效;这里,设定的误差范围具体可以为两个标准差;
若当前定标结果和雷达系统内预存的定标结果的对比结果超过设定的误差范围,则重新确定当前定标结果;若当前定标结果和雷达系统内预存的定标结果的对比结果超过设定的误差范围,则重新确定当前定标结果;当确定当前定标结果的次数达到3次,且每次确定的当前定标结果和雷达系统内预存的定标结果的对比结果均超过设定的误差范围,则认为雷达系统出现问题,需要人工干预。
在一个实施例中,方法还包括:
在雷达系统工作结束后,对获取雷达系统的参考定标信号、发射定标信号和接收定标信号;根据参考定标信号、发射定标信号和接收定标信号,确定工作结束后的定标结果;通过比较工作结束后的定标结果和当前定标结果,确定雷达系统在工作过程中的状态是否发生变化。
该实施例中,通过设定判决门限来检验雷达在工作过程中状态是否发生变化,若前后结果一致,则雷达在整个跟踪测量过程中数据真实可靠,若工作前后定标结果不一致,则转入人工干预检查雷达性能因何变化,是否影响工作等;在雷达工作之后的定标过程与工作之前的定标过程完全一致,在雷达一次工作前后,系统幅度和相位起伏差别很小,因此工作前后的一致性判决条件强于工作前定标与存储数据比对的判决条件,这里判决门限具体可以设置为三个标准差。
基于与星载探测雷达实时内定标方法相同的发明构思,本申请实施例还提供一种星载探测雷达实时内定标装置,图2示出了根据本申请实施例的星载探测雷达实时内定标装置的结构框图,装置包括:
功率补偿模块210,用于获取雷达系统中发射端的多个发射支路的功率输出结果,以其中一个发射支路的功率输出结果为基准,对其他发射支路的功率输出结果进行幅度和相位的补偿,得到多个发射支路的补偿后的功率输出结果;
定标信号获取模块220,用于获取雷达系统的参考定标信号、发射定标信号和接收定标信号;
定标结果确定模块230,用于根据参考定标信号、发射定标信号和接收定标信号,确定当前定标结果;
定标结果有效性判断模块240,用于通过比较当前定标结果和雷达系统内预存的定标结果,确定当前定标结果是否有效;当当前定标结果有效时,用于根据当前定标结果进行雷达系统幅度和相位的起伏补偿;
定标系统时延确定模块250,用于确定雷达系统的参考定标系统时延、发射定标系统时延、接收定标系统时延和内定标链路系统时延;
系统时延距离确定模块260,用于根据参考定标系统时延、发射定标系统时延、接收定标系统时延和内定标链路系统时延,确定雷达系统时延对应的距离;雷达系统时延对应的距离用于确定探测目标的真实测量距离。
本申请实施例的星载探测雷达实时内定标装置,在保证探测雷达时效性的前提下,由星上自主完成内定标并判断定标结果是否发生变化,保证了探测雷达系统采用大功率和大带宽工作下的测量精度,此外,并集成了合成功率补偿和系统内时延的标定。
在一个实施例中,定标结果有效性判断模块,还用于:
若当前定标结果和雷达系统内预存的定标结果的对比结果在设定的误差范围内,则当前定标结果有效;若当前定标结果和雷达系统内预存的定标结果的对比结果超过设定的误差范围,则重新确定当前定标结果;当确定当前定标结果的次数达到3次,且每次确定的当前定标结果和雷达系统内预存的定标结果的对比结果均超过设定的误差范围,则认为雷达系统出现问题,需要人工干预。
在一个实施例中,定标结果确定模块,还用于:
其中,为参考定标信号的实部,为参考定标信号的虚部,为发射定标信号的
实部,为发射定标信号的虚部,为接收定标信号的实部,为接收定标信号的虚部,为参考定标信号的幅度,为发射定标信号的幅度,为接收定标信号的幅度,为
发射通道的幅度,为发射端除发射通道外的幅度误差,为接收通道的幅度误差,为接收端除接收通道外的幅度误差,为内定标链路的幅度误差;
其中,为发射通道的相位,为发射端除发射通道外的相位误差,为
接收通道的相位误差,为接收端除接收通道外的相位误差,为内定标链路的相位
误差;为参考定标信号的虚部和实部的比值,为发射定标信号的虚部和实部的比值,为接收定标信号的虚部和实部的比值。
在一个实施例中,系统时延距离确定模块,还用于:
采用以下公式确定雷达系统时延对应的距离:
在一个实施例中,装置还包括:
雷达系统状态变化确定模块,用于在雷达系统工作结束后,获取雷达系统的参考定标信号、发射定标信号和接收定标信号;根据参考定标信号、发射定标信号和接收定标信号,确定工作结束后的定标结果;通过比较工作结束后的定标结果和当前定标结果,确定雷达系统在工作过程中的状态是否发生变化。
以上所述,仅为本申请的各种实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种星载探测雷达实时内定标方法,其特征在于,包括:
获取雷达系统中发射端的多个发射支路的功率输出结果,以其中一个发射支路的功率输出结果为基准,对其他发射支路的功率输出结果进行幅度和相位的补偿,得到多个发射支路的补偿后的功率输出结果;
获取所述雷达系统的参考定标信号、发射定标信号和接收定标信号;
根据所述参考定标信号、所述发射定标信号和所述接收定标信号,确定当前定标结果;
通过比较所述当前定标结果和所述雷达系统内预存的定标结果,确定所述当前定标结果是否有效;在所述当前定标结果有效时,用于根据所述当前定标结果进行所述雷达系统幅度和相位的起伏补偿;
确定所述雷达系统的参考定标系统时延、发射定标系统时延、接收定标系统时延和内定标链路系统时延;
根据所述参考定标系统时延、所述发射定标系统时延、所述接收定标系统时延和所述内定标链路系统时延,确定雷达系统时延对应的距离;所述雷达系统时延对应的距离用于确定探测目标的真实测量距离。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,其中,通过比较所述当前定标结果和所述雷达系统内预存的定标结果,确定所述当前定标结果是否有效,包括:
若所述当前定标结果和所述雷达系统内预存的定标结果的对比结果在设定的误差范围内,则所述当前定标结果有效;
若所述当前定标结果和所述雷达系统内预存的定标结果的对比结果超过所述设定的误差范围,则重新确定所述当前定标结果;当确定所述当前定标结果的次数达到3次,且每次确定的当前定标结果和所述雷达系统内预存的定标结果的对比结果均超过所述设定的误差范围,则认为所述雷达系统出现问题,需要人工干预。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,其中,根据所述参考定标信号、所述发射定标信号和所述接收定标信号,确定当前定标结果,包括:
其中,为参考定标信号的实部,为参考定标信号的虚部,为发射定标信号的实
部,为发射定标信号的虚部,为接收定标信号的实部,为接收定标信号的虚部,
为参考定标信号的幅度,为发射定标信号的幅度,为接收定标信号的幅度,为发
射通道的幅度,为发射端除发射通道外的幅度误差,为接收通道的幅度误差,为接收端除接收通道外的幅度误差,为内定标链路的幅度误差;
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在所述雷达系统工作结束后,获取所述雷达系统的参考定标信号、发射定标信号和接收定标信号;根据所述参考定标信号、所述发射定标信号和所述接收定标信号,确定工作结束后的定标结果;
通过比较所述工作结束后的定标结果和所述当前定标结果,确定所述雷达系统在工作过程中的状态是否发生变化。
6.一种星载探测雷达实时内定标装置,其特征在于,包括:
功率补偿模块,用于获取雷达系统中发射端的多个发射支路的功率输出结果,以其中一个发射支路的功率输出结果为基准,对其他发射支路的功率输出结果进行幅度和相位的补偿,得到多个发射支路的补偿后的功率输出结果;
定标信号获取模块,用于获取雷达系统的参考定标信号、发射定标信号和接收定标信号;
定标结果确定模块,用于根据所述参考定标信号、所述发射定标信号和所述接收定标信号,确定当前定标结果;
定标结果有效性判断模块,用于通过比较所述当前定标结果和所述雷达系统内预存的定标结果,确定所述当前定标结果是否有效;当所述当前定标结果有效时,用于根据所述当前定标结果进行所述雷达系统幅度和相位的起伏补偿;
定标系统时延确定模块,用于确定所述雷达系统的参考定标系统时延、发射定标系统时延、接收定标系统时延和内定标链路系统时延;
系统时延距离确定模块,用于根据所述参考定标系统时延、所述发射定标系统时延、所述接收定标系统时延和所述内定标链路系统时延,确定雷达系统时延对应的距离;所述雷达系统时延对应的距离用于确定探测目标的真实测量距离。
7.如权利要求6所述的装置,其特征在于,所述定标结果有效性判断模块,还用于:
若所述当前定标结果和所述雷达系统内预存的定标结果的对比结果在设定的误差范围内,则所述当前定标结果有效;
若所述当前定标结果和所述雷达系统内预存的定标结果的对比结果超过所述设定的误差范围,则重新确定所述当前定标结果;当确定所述当前定标结果的次数达到3次,且每次确定的当前定标结果和所述雷达系统内预存的定标结果的对比结果均超过所述设定的误差范围,则认为所述雷达系统出现问题,需要人工干预。
8.如权利要求6所述的装置,其特征在于,所述定标结果确定模块,还用于:
其中,为参考定标信号的实部,为参考定标信号的虚部,为发射定标信号的实
部,为发射定标信号的虚部,为接收定标信号的实部,为接收定标信号的虚部,
为参考定标信号的幅度,为发射定标信号的幅度,为接收定标信号的幅度,为发
射通道的幅度,为发射端除发射通道外的幅度误差,为接收通道的幅度误差,为接收端除接收通道外的幅度误差,为内定标链路的幅度误差;
10.如权利要求6所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
雷达系统状态变化确定模块,用于在所述雷达系统工作结束后,获取所述雷达系统的参考定标信号、发射定标信号和接收定标信号;根据所述参考定标信号、所述发射定标信号和所述接收定标信号,确定工作结束后的定标结果;通过比较所述工作结束后的定标结果和所述当前定标结果,确定所述雷达系统在工作过程中的状态是否发生变化。
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