申请/专利权人：中国石油大学(华东)

申请日：2023-12-28

公开（公告）日：2024-03-29

公开（公告）号：CN117784066A

主分类号：G01S7/41

分类号：G01S7/41

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.16#实质审查的生效;2024.03.29#公开

摘要：本发明公开了一种双船载地波雷达目标探测平台运动状态优化调整方法，涉及船载地波雷达目标探测领域，基本步骤为：基于初始状态信息，确定关注船只目标的具体方位、航速航向；基于估计的关注目标航速和航向，调整接收平台的航向和航速；基于确定接收平台运动状态调整发射平台的航速航向，使海杂波盲区最小；结合目标的运动状态缓慢调整发射平台航速航向，确保目标不靠近海杂波；本发明利用双船载地波雷达体制的机动灵活、探测区域可调和双基地体制的隐蔽与抗干扰能力强的优点，通过调整两个船载平台航速航向等运动状态及位置来改变海杂波和目标回波频移及展宽特征，确保了关注目标处于探测范围内且不受海杂波影响，实现了对关注目标的持续跟踪。

主权项：1.一种双船载地波雷达目标探测平台运动状态优化调整方法，包含以下步骤：1基于初始状态信息，确定关注船只目标的具体方位、航速航向；初始条件需已知目标大致经纬度信息：Lona，Lata；单位为度、分、秒发射平台、接收平台经纬度信息：LonT，LatT、LonR，LatR在已知发射平台、接收平台及目标三者经纬度的情况下，根据下式计算发射站到目标距离RT，接收站到目标距离RR，基线发射站与接收站连线距离L，目标到发射站与接收站总距离Rsum地球半径r＝6378.137km。RT＝r·arccos[cosLatacosLatTcosLona-LonT+sinLatasinLatT]RR＝r·arccos[cosLatacosLatRcosLona-LonR+sinLatasinLatR]L＝r·arccos[cosLatTcosLatRcosLonT-LonR+sinLatTsinLatR]Rsum＝RR+RT根据已知经纬度以正北方向为参考系计算发射站到目标夹角θT′，接收站到目标夹角θR′，发射站到接收站夹角θp′；θT′＝arctan{sinLona-LonTcosLatT*[cosLatasinLatT-sinLatacosLatTcosLona-LonT]-1θR′＝arctan{sinLona-LonRcosLatR*[cosLatasinLatR-sinLatacosLatRcosLona-LonR]-1θp′＝arctan{sinLonR-LonTcosLatT*[cosLatRsinLatT-sinLatRcosLatTcosLonR-LonT]-1在双船系统中需以基线为，为便于理解与绘图，改为以正东为参考系角度转换正北顺时针参考系转换为正东椭圆基线逆时针坐标系：θT＝90°-θT′-90°-θp′θR＝90°-θR′-90°-θp′根据求得参数计算双基地角，公式如下： 同时利用下式计算目标方位相对与雷达探测方位θA： 波束合成后，在θA波束方向的回波谱开展目标检测，通过大体距离Rsum定位关注目标，比对关注目标大体信息，确定波束谱中关注目标点迹位置并记录速度VA，更新精确距离Rsum，如没有发现关注目标点迹，说明其隐藏在海杂波区域内，记录速度为7.053ms。探测一段时间后，通过航迹关联，得到目标运动方向、运动速度。发现目标将远离雷达探测区域方位或距离，则进入下一步。2基于估计的关注目标航速和航向，调整接收平台的航向和航速航向调整是缓慢进行和逐步优化调整的。其中航向的调整是为让关注目标处于雷达接收阵列的有效探测范围内；航速的调整是让作为主要的接收段能够时刻跟得上关注目标。由步骤一得到第一次测量目标速度为VA1，方位为θA1；第二次测量目标速度为VA2，方位为θA2后，便可根据下式得到目标运动速度VA：VA＝VA12+VA22+2VA1VA2cosθA1-θA2以及目标运动方向椭圆坐标系正北参考方向坐标系： 根据接收平台开始缓慢调整运动状态，保证目标不落于海杂波内。直到接收站运动方向与探测目标运动方向一致。调节完航向后，根据调整前后双角度雷达探测结果，进一步重新估计目标的矢量速度。然后根据重新估计后的目标矢量速度，确定接收平台的航速大小。接收站逐步缓慢调整航速Vr，与目标速度相同。3基于确定接收平台运动状态调整发射平台的航速航向，确保海杂波盲区最小根据关注目标所在的速度分布，确定参考的是左一阶谱还是右一阶谱。基于确定的左或右一阶谱，和接收站的航速航向，为了让一阶谱展宽范围最小，从而调整发射平台的航速航向。在接收平台运动情况下，使用遗传算法迭代符合条件的结果，通过最小二乘曲线拟合接收平台运动速度Vr与发射平台运动速度Vt关系、发射平台运动方向与接收平台运动方向的关系，得到最优的双船协同配合运动状态。根据下式基于调整后的接收平台的运动状态计算出发射平台在什么运动状态时一阶谱展宽最小，快速调整发射平台的运动方向至运动速度至Vt，使得目标信号在航行状态下最容易被发现和检测。 4结合目标的运动状态缓慢调整发射平台航速航向，确保目标不靠近海杂波综合关注目标的速度范围、所在位置以及和海杂波之间的关系，进一步优化调整发射站的速度。实际应用中不一定要将发射平台的运动方向及运动速度调至最优情况。只需在一个对探测结果不会造成严重影响的范围内缓慢调整发射平台的运动状态，确保目标信号处于海杂波盲区之外。首先根据下式计算目标在RD谱上的速度： 然后计算海杂波在RD谱上的速度区间： 其中θK∈[θa-θBW2，θa+θBW2]，θBW为波束宽度，对于天线没有指向性，接收阵列为均匀线阵的情况下，零点波束宽度为其中M、d分别为阵元个数与阵元间隔。由此，可计算海杂波区间为：Q＝{x|x∈[minVB-，maxVB-]∪[minVB+，maxVB+]}通过程序遍历，计算符合的集合得到运行范围面区间P图四高亮部分。选取理论海杂波区域远离目标的发射站运动组合，缓慢调节发射平台运动状态，变化中禁止脱离面区间P。如图4所示为某特例下的运行范围面区间P。在区间P范围内调节发射站运动状态，跟踪探测，直到探测结束。

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