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基于先驗信息的目標仰角估計方法
【專利摘要】本發明屬于雷達低角跟蹤時目標仰角估計【技術領域】，公開了基于先驗信息的目標仰角估計方法。該基于先驗信息的目標仰角估計方法包括以下步驟：S1：利用雷達在初始時刻向目標發射信號，接收初始時刻的目標回波信號；S2：設置參數k，k=1；得到目標仰角的第1次估計值；S3：根據目標仰角θ1(k)估計的均方誤差MSEk與頻率變量f的函數關系式，得出雷達下一時刻的工作頻率；S4：雷達按照所述下一時刻的工作頻率向目標發射信號，接收對應的目標回波信號；令k=k+1，然后得出目標仰角的第k次估計值；S5：循環執行步驟S3至步驟S4，直到目標跟蹤結束。本發明根據上一幀得到的目標仰角信息來自適應選擇當前幀最佳的工作頻率，提高了目標仰角的估計精度。
【專利說明】基于先驗信息的目標仰角估計方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于雷達低角跟蹤時目標仰角估計【技術領域】，特別涉及基于先驗信息的目標仰角估計方法。
【背景技術】
[0002]在雷達技術中可以通過對連續幀的接收數據進行估計，不斷地獲得目標仰角，完成對目標的跟蹤。當探測低仰角目標時，雷達波束打地，使得目標的直達波和地海面反射的多徑反射波在天線波束主瓣內疊加，且它們的多普勒頻率及回波時延近似相等，這組強相關的信號同時被雷達天線接收，使得雷達角度估計系統不能正確的估計出目標仰角，給目標定位帶來了困難。為了解決這個問題，現有的方法主要有以下兩種，參見以下兩份文獻:1) E.Bosse, R.M.Turner, M.Lecours, “Tracking swerling fluctuating targetsat low altitude over the sea, ” IEEE Transactions on Aerospace and ElectronicSystems, 1991, 27(5):806-822 ；2)Jingmin Xin, A.Sano, "Linear prediction approach todirection estimation of eyelostationary signals in multipath environment", IEEETransactions on Signal Processing, 2001，49(4):710-720。
[0003]盡管以上兩種方法對目標仰角具有較高的估計精度，但是它們均未考慮目標仰角的估計精度和工作頻率之間的關系。由于低角跟蹤中目標仰角估計的均方誤差往往會隨工作頻率的增大而波動變化，這就對目標仰角的估計精度造成了影響。

【發明內容】

[0004]本發明在于克服已有方法的不足，在RML算法(精確最大似然算法，Refinedmaximum likelihood algorithm)基礎上,提出基于先驗信息的目標仰角估計方法，提高目標仰角的估計精度。
[0005]為實現上述目的，本發明采用的技術方案是:利用雷達低角跟蹤環境下相鄰兩幀接收數據內目標仰角基本保持不變的先驗信息，通過目標仰角估計的理論均方誤差公式，計算出目標仰角的最小均方誤差估計對應的工作頻率，然后在該工作頻率條件下獲得目標仰角的估計值，具體實現步驟包括如下:
[0006]S1:利用雷達在初始時刻向目標發射信號，接收初始時刻的目標回波信號；
[0007]S2:設置參數k，k=l ;根據所述初始時刻的目標回波信號，采用RML算法對目標仰
角進行第I次估計，得到目標仰角的第I次估計值
[0008]S3:采用RML算法得出:目標仰角Θ嚴估計的均方誤差MSEk與頻率變量f的函數關系式；根據目標仰角Θ嚴估計的均方誤差MSEk與頻率變量f的函數關系式，得出雷達下
一時刻的工作頻率
[0009]
【權利要求】
1.基于先驗信息的目標仰角估計方法，其特征在于，包括以下步驟: S1:利用雷達在初始時刻向目標發射信號，接收初始時刻的目標回波信號； S2:設置參數k，k=l ;根據所述初始時刻的目標回波信號，采用RML算法對目標仰角進行第1次估計，得到目標仰角的第1次估計值^11)； S3:采用RML算法得出:目標仰角9嚴估計的均方誤差MSEk與頻率變量f的函數關系式；根據目標仰角9嚴估計的均方誤差MSEk與頻率變量f的函數關系式，得出雷達下一時刻的工作頻率+1):
2.如權利要求1所述的基于先驗信息的目標仰角估計方法，其特征在于，在步驟S2中，所述初始時刻的目標回波信號包括初始時刻的多徑反射信號以及初始時刻來自目標的直達波信號；在步驟S4中，雷達接收的對應的目標回波信號包括對應時刻的多徑反射信號以及對應時刻來自目標的直達波信號； 在步驟S2和步驟S4中，目標仰角的第k次估計值為:
3.如權利要求1所述的基于先驗信息的目標仰角估計方法，其特征在于，在步驟S2中，所述初始時刻的目標回波信號包括初始時刻的多徑反射信號以及初始時刻來自目標的直達波信號；在步驟S4中，雷達接收的對應的目標回波信號包括對應時刻的多徑反射信號以及對應時刻來自目標的直達波信號； 在步驟S3中，目標仰角Θ嚴估計的均方誤差MSEk為:
【文檔編號】G01S7/41GK103913731SQ201410064591
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年2月25日 優先權日:2014年2月25日
【發明者】趙永波, 朱玉堂, 劉宏偉, 水鵬朗, 程增飛, 何學輝 申請人:西安電子科技大學