目标角度和距离定位方法、装置、雷达和存储介质

1.本发明涉及雷达技术领域，特别是涉及一种目标角度和距离定位方法、装置、雷达和存储介质。


背景技术：

2.由于波束图与距离和角度相关，频率分集阵列(frequency diverse array,fda)一直是雷达领域研究的热点。这种独特的波束特点使得对角度和距离的联合估计成为可能，进而可以实现目标定位。自由度决定了可检测目标的最大数量，它从根本上受到物理阵列传感器数量和载波数量的限制。互质阵列作为一种结构化稀疏阵列，具有扩展的虚拟列孔径。通过在频率分集阵列中结合互质阵列结构和互质频率偏移，频率分集互质阵列在角度域和距离域中都可以实现分辨率的提升。
3.为了进一步增加自由度，在以往的工作中研究了在移动平台上的互质阵列。结合移动平台的互质阵列可以实现在不同位置对阵列接收数据的收集，结合这些数据可以在角度维上生成具有更高自由度的虚拟阵列。受到这种方法的启发，在采用随时间变化的阵列位置的同时，我们引入随时间变化的频率偏移。这种时间调制的频率偏移，可以进一步增加角度距离联合估计的自由度。
4.频率分集阵列中利用线性调频连续波(linear frequency modulated continuous wave,lfmcw)形用生成时不变的空间聚焦波束图。受这项工作的启发，我们提出了一种联合角度距离估计方案，该方案利用移动平台上的时间调制频率分集互质阵列，利用运动周期内更多的阵元位置和载波频率信息来定位更多目标。矢量化计算得到的协方差矩阵可以生成具有更大连续跨度的虚拟差异协阵列。通过对合成阵列信号采用二维多信号分类算法(multiple signal classification，music)算法可以实现更高精度的联合角度距离估计。


技术实现要素：

5.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高自由度的目标角度和距离定位方法、装置、雷达和存储介质。
6.一种目标角度和距离定位方法，包括：通过本端搭载在移动平台上的雷达发射机向目标发射时间调制频率分集信号，并通过本端雷达的接收机接收所述目标反射的接收信号；根据所述时间调制的频率分集信号和所述不同时刻的接收信号，进行相位补偿；根据所述相位补偿之后的不同时刻的接收信号，确定扩展虚拟频率分集阵列的等效接收信号矢量，所述扩展虚拟频率分集阵列包括孔洞以及不含孔洞的均匀虚拟频率分集阵列；选取不含孔洞的均匀虚拟频率分集阵列确定均匀接收信号矢量，基于所述均匀接收信号矢量，确定等效接收信号等效导向矢量；根据所述均匀接收信号矢量及等效导向矢量，构建距离-方位角谱，并解算确定所述目标位置。
7.在一个实施例中，所述频率分集信号的频率偏移具有与所述接收机的互质阵列相
同的互质结构。
8.在一个实施例中，所述移动平台的进行匀速直线运动，运动方向同阵列设置方向一致，移动平台速度恒定且已知；所述时间调制的频率分集信号采用线性调频连续波，信号调频率恒定且已知；所述目标应为远场目标，不同采样时刻视为目标静止，目标和移动平台的相对位置固定。
9.在一个实施例中，根据当前时刻和初始时刻的时延和时间调制频率的调频率，补偿当前时刻时间调制频率分集信号的频率与初始采样时刻时间调制频率分集信号的频率差所引起的相位差。
10.在一个实施例中，所述根据所述频率分集信号和所述接收信号，确定扩展虚拟频率分集阵列的等效接收信号矢量，所述扩展虚拟频率分集阵列包括孔洞以及不含孔洞的均匀虚拟频率分集阵列，包括：根据所述接收机的所述互质阵列的所述互质结构信息，建立互质阵列模型，所述互质阵列模型由两个均匀的稀疏子阵列组成；根据所述发射机发射所述频率分集信号的频率分集信息，建立频率分集模型；根据所述接收信号、所述频率分集模型以及所述互质阵列模型，确定所述互质阵列的接收信号矢量；根据所述接收信号矢量，确定所述互质阵列的协方差矩阵；矢量化所述协方差矩阵，以得到扩展虚拟频率分集阵列的等效接收信号矢量，所述等效接收信号矢量包含扩展虚拟频率分集阵列的导向矢量；所述扩展虚拟频率分集阵列包括孔洞以及不含孔洞的均匀虚拟频率分集阵列。
11.在一个实施例中，所述选取不含孔洞的均匀虚拟频率分集阵列确定均匀接收信号矢量，基于所述均匀接收信号矢量，确定等效接收信号等效导向矢量，包括：选取扩展虚拟频率分集阵列中不含孔洞的均匀虚拟频率分集阵列，确定非负区域的非负接收信号矢量；根据所述非负接收信号矢量，确定所述互质阵列的非负协方差矩阵；矢量化所述非负协方差矩阵，以得到非负等效虚拟阵列接收信号矢量；基于所述不含孔洞的所述互质阵列的导向矢量以及所述不含孔洞的所述频率偏移的导向矢量，确定不含孔洞的所述均匀虚拟频率分集阵列的导向矢量。
12.在一个实施例中，所述根据所述均匀接收信号矢量及等效导向矢量，构建距离-方位角谱，并解算确定所述目标位置，包括：根据所述均匀接收信号矢量，计算所述均匀接收信号对应的协方差矩阵的估计值；对所述协方差矩阵的估计值进行特征值分解，提取噪声子空间；根据所述噪声子空间和所述等效接收信号等效导向矢量，计算距离-方位角谱；对所述距离-方位角谱进行识别，确定所述距离-方位角谱的最高谱峰，并计算所述最高谱峰对应的距离及方位角；根据所述角度值，确定所述目标终端的位置。
13.一种目标角度和距离定位装置，包括：信号收发模块，用于通过本端搭载在移动平台上雷达的发射机向目标发射时间调制频率分集信号，并通过所述本端雷达的接收机接收所述目标反射的接收信号；
14.相位补偿模块，根据所述时间调制的频率分集信号和所述不同时刻的接收信号，进行相位补偿
15.虚拟频率分集扩展模块，用于根据所述频率分集信号和所述接收信号，确定扩展虚拟频率分集阵列的等效接收信号矢量，所述扩展虚拟频率分集阵列包括孔洞以及不含孔洞的均匀虚拟频率分集阵列；
16.等效接收信号构建模块，选取不含孔洞的均匀虚拟频率分集阵列确定均匀接收信
号矢量，基于所述均匀接收信号矢量，确定等效接收信号等效导向矢量；
17.目标定位模块，根据所述均匀接收信号矢量及等效导向矢量，构建距离-方位角谱，并解算确定所述目标位置。
18.一种雷达，包括发射机、接收机和处理器，所述搭载在移动平台上的发射机和所述搭载在移动平台上的接收机分别与所述处理器连接，所述搭载在移动平台上的发射机用于发射时间调制频率分集信号，所述频率分集信号的频率偏移具有互质结构；所述搭载在移动平台上的接收机包括互质阵列，所述互质阵列的互质结构与所述频率分集信号的频率偏移的所述互质结构相同，所述互质阵列的每个阵元用于接收目标对所述时间调制频率分集信号进行反射而成的接收信号；所述处理器用于执行如下步骤：通过本端搭载在移动平台上的雷达的发射机向目标发射时间调制频率分集信号，并通过所述本端搭载在移动平台上的雷达的接收机接收所述目标反射的接收信号；根据所述时间调制频率分集信号和所述接收信号，确定扩展虚拟频率分集阵列的等效接收信号矢量，所述扩展虚拟频率分集阵列包括孔洞以及不含孔洞的均匀虚拟频率分集阵列；
19.选取不含孔洞的均匀虚拟频率分集阵列，基于所述均匀接收信号矢量，确定等效接收信号方程，计算协方差矩阵并进行特征分解，提取噪声子空间形成距离-方位角谱；计算距离-方位角谱的谱峰对应的距离及方位角，根据所述距离及角度值，确定所述目标终端所在的位置。
20.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：过本端搭载在移动平台上雷达的发射机向目标发射时间调制频率分集信号，并通过所述本端雷达的接收机接收所述目标反射的接收信号；根据所述频率分集信号和所述接收信号，确定扩展虚拟频率分集阵列的等效接收信号矢量，所述扩展虚拟频率分集阵列包括孔洞以及不含孔洞的均匀虚拟频率分集阵列；选取不含孔洞的均匀虚拟频率分集阵列确定均匀接收信号矢量，基于所述均匀接收信号矢量，确定等效接收信号等效导向矢量；根据所述均匀接收信号矢量及等效导向矢量，构建距离-方位角谱，并解算确定所述目标位置。
21.有益效果：上述目标角度和距离定位方法、装置、雷达和存储介质，将目标反射的接收信号扩展到扩展虚拟频率分集阵列，扩展虚拟频率分集阵列中的阵元数是多于实际物理阵列的阵元数，此外，通过将雷达搭载在移动平台上，同时发射时间调制频率分集信号，采用线性调频连续波，通过相位补偿，可以联合处理多个时刻不同的阵元位置及频率点上的接收信号信息，进一步提升了虚拟的阵元数，填补了虚拟阵列的孔洞，使得最终求解的维度超出实际接收信号提供的维度，从而有效提升了对目标的角度和距离估计的自由度。
附图说明
22.图1为一个实施例中目标的角度和距离定位方法的应用环境图；
23.图2为一个实施例中目标的角度和距离定位方法的流程示意图；
24.图3为一个实施例中互质频率分集阵列模型的示意图；
25.图4为一个实施例中扩展虚拟频率分集阵列的示意图；
26.图5为一个实施例中角度-距离谱的示意图；
27.图6为一个单目标实施例中snr-距离rmse曲线图；
28.图7为一个单目标实施例中snr-角度rmse曲线图；
29.图8为一个单目标实施例中快拍数-距离rmse曲线图；
30.图9为一个单目标实施例中快拍数-角度rmse曲线图；
31.图10为一个多目标实施例中snr-距离rmse曲线图；
32.图11为一个多目标实施例中snr-角度rmse曲线图；
33.图12为一个多目标实施例中快拍数-距离rmse曲线图；
34.图13为一个多目标实施例中快拍数-角度rmse曲线图；
35.图14为一个实施例中目标的角度和距离定位装置的结构框图；
36.图15为一个实施例中雷达的结构示意图。
具体实施方式
37.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
38.本发明提供的目标角度和距离定位方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，雷达102具有发射机和接收机，雷达102能够通过本端搭载在移动平台上的发射机向处于雷达102周围的远场目标104发射时间调制频率分集信号，并能够通过本端的接收机接收目标反射的接收信号，雷达102对远场目标104执行本发明各个实施例的目标角度和距离定位方法，以对远场目标104的角度和距离进行定位。
39.在一个实施例中，如图2所示，提供了一种目标角度和距离定位方法，以该方法应用于图1中的雷达为例进行说明，包括以下步骤s210-s250。
40.步骤s210，通过本端搭载在移动平台上的雷达的发射机向目标发射时间调制频率分集信号，并通过本端雷达的接收机接收目标反射的接收信号。其中，频率分集信号的频率偏移具有与接收机的互质阵列相同的互质结构。
41.步骤s220，根据所述时间调制的频率分集信号和所述不同时刻的接收信号，进行相位补偿。
42.在一个实施例中，步骤s220包括以下步骤s221-s224。
43.步骤s221，根据接收机的互质阵列的互质结构信息，建立互质阵列模型，互质阵列模型由两个均匀的稀疏子阵列组成；
44.示例地，在本步骤中，可以根据接收机的互质阵列的互质结构信息，建立相应地互质阵列模型，该互质阵列模型由两个均匀的稀疏子阵列组成的。其中，一个子阵列(称为第一子阵列)的阵元总数为m，阵元间距为nd。另一个子阵列(称为第二子阵列)的阵元总数为n，阵元间距为md，其中d为单位距离。两个子阵列的首个阵元可以共享同一个阵元，从而该互质阵列中物理阵元的总数为m+n-1。对应于两个子阵列的阵元的互质数集的表达式如下所示：
[0045][0046][0047]
[0048]
阵元的位置可以表示为：
[0049][0050]
示例地，在本步骤中，类似的，根据发射机发射频率分集信号的频率分集信息，建立对应的频率分集模型发射信号的不同频率设置为：
[0051][0052]
其中，d＝λ/2表示单位阵元间距，λ表示波长。参考载波频率为f0，δf表示载波频率的最小单位偏移量。可以看出，建立的频率分集模型的频率偏移具有与互质阵列模型相同的互质结构特征，也即，频率分集模型的频率偏移所对应的偏移数数组与互质阵列模型的偏移数数组相同
[0053]
步骤s222，根据接收信号、时间调制频率分集模型以及搭载在移动平台上互质阵列模型，确定互质阵列的接收信号矢量；
[0054]
示例地，在本步骤中，根据接收信号、频率分集模型以及互质阵列模型，假设有q个不相关的远场目标，第q(q＝1,2,
…
q)个目标位于二维极坐标系中(θq,rq)，其中θq和rq分别表示第q目标的角度和距离。发射天线以扫描斜率μ发射频率分集的lfmcw信号，移动平台的速度为v。对应于时间t的接收信号可以表示为：
[0055][0056]
其中φq(t)表示复散射系数，c是光的传播速度，n(t)表示加性白高斯噪声，并且
[0057][0058]
其中，d
l
和δf
l
分别表示第l个阵元的位置和频率。信号矢量表示为
[0059]
s(t)＝[s1(t),s2(t),
…
sq(t)]
t
ꢀꢀ
(6)
[0060]
其中，
[0061][0062]
步骤223，根据不同时刻接收信号、时间调制频率分集模型以及搭载在移动平台上互质阵列模型，确定互质阵列的接收信号矢量；
[0063]
示例地，基于移动平台的lfmcw的频率分集互质阵列模型的阵元位置与载波频率可以表示为和由于阵列的位置以及频率偏移随着时间不断变化，在时间t+τ，接收阵列的输出表示为：
[0064][0065]
其中
[0066][0067]
选择vτ＝d＝λ/2以及μτ＝δf，基于移动平台的lfmcw的频率分集互质阵列的频率和位置可以表示为和其中
[0068][0069]
时刻t+τ的接收信号矢量可以表示为
[0070][0071]
以m＝3且n＝5为例，则通过步骤s221，步骤s222和步骤s223确定的互质频率分集阵列模型如图3所示，该互质频率分集阵列模型包含有搭载在移动平台上互质阵列模型和时间调制频率分集模型的信息。
[0072]
步骤224，相位补偿；
[0073]
示例地，为了同时处理时刻t和时刻t+τ的接收信号，需要补偿相位校正因子，以产生相位同步的接收信号向量，补偿后的信号可以表示为
[0074][0075]
其中，为相位补偿之后的噪声
[0076][0077]
结合公式(4)以及公式(12)，得到
[0078][0079]
其中
[0080][0081]
步骤s230根据时间调制频率分集信号和接收信号，确定扩展虚拟频率分集阵列的等效接收信号矢量，扩展虚拟频率分集阵列包括孔洞以及不含孔洞的均匀虚拟频率分集阵列。以m＝3且n＝5为例，则通过步骤s230确定的扩展虚拟频率分集阵列如图4所示，该扩展
虚拟频率分集阵列模型包含有移动平台上互质阵列模型和时间调制的频率分集模型的信息
[0082]
步骤s240，选取不含孔洞的均匀虚拟频率分集阵列确定均匀接收信号矢量，基于所述均匀接收信号矢量，确定等效接收信号等效导向矢量；
[0083]
示例地，在本步骤中，根据前述步骤确定的接收信号矢量，互质频率分集阵列的协方差矩阵可写成：
[0084][0085]
其中，r
ss
＝diag{p1,
…
,pq}，pq表示第q个目标散射功率。表示高斯噪声的功率。由于频偏远小于载频，因此可以近似地认为每个目标的散射系数与载频无关。在实际应用中，我们使用ts个快照来代替估计协方差矩阵，即：
[0086][0087]
向量化协方差矩阵，以得到扩展虚拟频率分集阵列的等效接收信号矢量，等效接收信号矢量包含扩展虚拟频率分集阵列的导向矢量；扩展虚拟频率分集阵列(即非均匀虚拟频率分集阵列)包括孔洞以及不含孔洞的均匀虚拟频率分集阵列。
[0088]
示例地，在本步骤中，通过矢量化协方差矩阵rx，可以获得扩展虚拟频率分集阵列的等效接收信号矢量：
[0089][0090]
其中，p＝[p1,p2,
…
pq]
t
表示目标散射功率，
[0091][0092]av
中的每个元素相当于一个虚拟阵元，其位置和频率分别与和的差集相关联，其中其中
[0093]
步骤s250，根据所述均匀接收信号矢量及等效导向矢量，构建距离-方位角谱，并解算确定所述目标位置。
[0094]
示例地，虚拟信号yv等效于因相干性而降级的单快拍信号，因此需要进行空间平滑来恢复yv的协方差矩阵的秩。随后，2维music算法可以直接应用于平滑后的信号，联合估计所有目标的距离和角度，即表示为
[0095][0096]
其中，un表示空间平滑协方差矩阵的噪声子空间，矢量a
p,f
(r,θ)表示虚拟信号的导向向量，其中u是虚拟阵列连续部分的最大索引，a
p,f
(r,θ)具体可以写
[0097][0098]
本发明上述各个实施例的目标角度和距离定位方法中，引入互质采样的技术，提出了互质频率分集阵列(即互质频控阵)的概念。该互质频控阵利用差分共阵的概念规避物理采样的限制。尽管如此，在互质频控阵共阵和频差的等效下，得到的虚拟频控阵含有孔洞。为了充分利用阵列口径和虚拟频控阵的自由度，本发明进一步对孔洞位置进行扩大，将
雷达搭载在移动平台上，并发射时间调制频率分集信号，联合不同时间采样的接收信号，扩大了自由度。
[0099]
应该理解的是，虽然图2的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
[0100]
仿真实验
[0101]
下面将结合附图和具体实施方式对本来发明进行详细说明，需要指出的是，本具体实施实例不具有限定作用，只用来验证发明的有效性。
[0102]
本发明提出了移动平台上的时间调制频率分集互质阵列的角度距离联合估计方法，为了验证算法的性能优势，以下给出了本发明的一个实例流程。
[0103]
(1)仿真实验参数设置
[0104]
考虑一个由7个元素组成的互质数组，其中m＝3，n＝5。原始的频率分集互质阵列，这里命名为fdca i方案，有7个物理阵元，阵元位置分布在sid上，频率偏移量为siδf，其中参考频率f0＝7ghz，单位频率偏移δf＝30khz。另一种可作为对比的阵列位置及频率偏移均不变频率分集阵列，命名为fdca ii阵列，可以生成相同大小的连续虚拟阵列，该方案的阵元位置分布在s
iii
d上，频率偏移量为s
iii
δf，其中本发明所提出的移动平台上的线性时间调频的频率分集互质阵列对应的阵元位置为s
ii
d，频率偏移量为s
ii
δf，其中
[0105]
(2)自由度分析
[0106]
本发明所提出阵列方案的阵元数量为7个、频率偏移数目为7、可达到的自由度为121；而原始的fdca i方案的阵元数量以及频率偏移数目相同，而可达到的自由度仅为48。我们首先考虑信源数量为110的情况。由于目标数量已经超过了原始fdca可实现的自由度为48，因此传统的fdca无法检测到所有目标。将信噪比和快拍数量分别固定为20db和1000。假设不相关的110个目标均匀分布在[-70
°
，65
°
]之间的11个距离取值和[200m,4200m]之间的10个角度取值。如图5所示，本发明所提出的方案能够准确估计二维空间谱中110个目标的所有峰值，这证明了本发明所提出方案在改善自由度方面的有效性。
[0107]
(3)单目标估计性能对比
[0108]
考虑位于一个位于(30
°
,1500m)的远场目标。我们首先固定快拍数量为500，信噪比在-10db和20db之间变化。角度和距离估计的均方根误差曲线如图6和图7所示。从图中很容易观察到，本发明所提出的方法在角度和距离的估计精度都优于原始的fdca i方案和fdca ii方案。如果我们改变快拍的数量并将信噪比固定为10db，图8和图9中展示出三种方案的估计误差对比。同样，本发明所提出的方案在均方根误差意义上优于传统的fdca方法。至此，本发明所提出的方法在自由度和估计精度方面的有效性得到了验证。
[0109]
(4)多目标估计性能对比
[0110]
进一步考虑存在36个不相关目标的情况。假设36个目标均匀分布在[-60
°
,60
°
]之间的六个角度取值和[200m,4200m]之间的六个距离取值。同样，图10和11比较了角度和距离估计与信噪比变化的估计性能，其中快拍数量固定为500。随着信噪比的增加，所有方法的均方根误差都逐渐减小，而所提出的方法实现了最低均方根误差。接下来，我们根据快拍数量比较性能，其中信噪比设置为10db。在图12和13中，数值结果再次证实两种传统的fdca方法产生的估计误差高于本发明所提出方案的误差。上述仿真结果清楚地表明了所提出的移动时间调制频率分集互质阵列方案在提升自由度和角度距离估计精度方面的优势。
[0111]
以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
[0112]
在一个实施例中，如图7所示，提供了一种目标角度和距离定位装置700，包括：信号收发模块701、相位补偿模块702、虚拟频率分集扩展模块703、等效接收信号构建模块704和目标定位模块705，其中：
[0113]
信号收发模块701，用于通过搭载在移动平台上的本端雷达的发射机向目标发射时间调制频率分集信号，并通过本端雷达的接收机接收目标反射的接收信号；
[0114]
相位补偿模块702，根据所述时间调制的频率分集信号和所述不同时刻的接收信号，进行相位补偿
[0115]
虚拟频率分集扩展模块703，用于根据频率分集信号和接收信号，确定扩展虚拟频率分集阵列的等效接收信号矢量，扩展虚拟频率分集阵列包括孔洞以及不含孔洞的均匀虚拟频率分集阵列；
[0116]
等效接收信号构建模块704，选取不含孔洞的均匀虚拟频率分集阵列确定均匀接收信号矢量，基于所述均匀接收信号矢量，确定等效接收信号等效导向矢量；
[0117]
目标定位模块705，根据所述均匀接收信号矢量及等效导向矢量，构建距离-方位角谱，并解算确定所述目标位置。
[0118]
关于目标角度和距离定位装置700的具体限定可以参见上文中对于目标角度和距离定位方法的限定，在此不再赘述。上述目标角度和距离定位装置700的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
[0119]
在一个实施例中，如图8所示，提供了一种搭载在移动平台上的雷达800，包括发射机810、接收机820和处理器830，发射机810和接收机820分别与处理器830连接，发射机810用于发射时间调制频率分集信号，频率分集信号的频率偏移具有互质结构；
[0120]
接收机820包括互质阵列821，互质阵列821的互质结构与发射机810发射频率分集信号的频率偏移的互质结构相同，互质阵列821的每个阵元用于接收远场目标200对频率分集信号进行反射而成的接收信号；
[0121]
具体地，在一个实施例中，接收机820的互质阵列821包括多个阵元(天线)以第一阵元间隔均匀排布形成的第一子阵列和多个阵元以第二阵元间隔均匀排布形成的第二子阵列，第一阵元间隔与第二阵元间隔不相等，第一子阵列和第二子阵列的首个阵元可以共享同一个阵元，并且第一子阵列的多个阵元和第二子阵列的多个阵元共同阵列排布以形成
该互质阵列821，从而该互质阵列821具有互质结构。
[0122]
在一个实施例中，发射机810可以包括单个天线或多个天线，发射机810通过其单个天线发射的或者多个天线共同发射的时间调制频率分集信号的频率偏移包括以第一单位频率偏移均匀偏移的多个发射频率形成的第一频率分集和以第二单位频率偏移均匀偏移的多个发射频率形成的第二频率分集，第一单位频率偏移与第二单位频率偏移不相等，第一频率分集和第二频率分集的首个发射频率可以具有相同的频率，并且第一频率分集的多个发射频率和第二频率分集的多个发射频率共同排布以形成该频率分集信号的频率偏移，从而该频率分集信号的频率偏移也具有互质结构，并且可以使得频率分集信号的频率偏移具有的互质结构与互质阵列821的互质结构相同。
[0123]
处理器830用于执行如下步骤：
[0124]
通过本端搭载在移动平台上的雷达800的发射机810向远场目标200发射时间调制频率分集信号，并通过本端雷达800的接收机820接收远场目标200反射的接收信号；
[0125]
根据所述时间调制的频率分集信号和所述不同时刻的接收信号，进行相位补偿；
[0126]
根据所述相位补偿之后的不同时刻的接收信号，确定扩展虚拟频率分集阵列的等效接收信号矢量，所述扩展虚拟频率分集阵列包括孔洞以及不含孔洞的均匀虚拟频率分集阵列；
[0127]
选取不含孔洞的均匀虚拟频率分集阵列确定均匀接收信号矢量，基于所述均匀接收信号矢量，确定等效接收信号等效导向矢量；
[0128]
根据所述均匀接收信号矢量及等效导向矢量，构建距离-方位角谱，并解算确定所述目标位置根据所述距离-方位角谱，定位目标200的角度和距离。
[0129]
在其他实施例中，处理器830还执行如上任意实施例的目标角度和距离定位方法的步骤。
[0130]
本领域技术人员可以理解，图8中示出的结构，仅仅是与本发明方案相关的部分结构的框图，并不构成对本发明方案所应用于其上的雷达的限定，具体的雷达可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
[0131]
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
[0132]
通过本端搭载在移动平台上的雷达发射机向目标发射时间调制频率分集信号，并通过所述本端雷达的接收机接收所述目标反射的接收信号；
[0133]
根据所述时间调制的频率分集信号和所述不同时刻的接收信号，进行相位补偿；
[0134]
根据所述相位补偿之后的不同时刻的接收信号，确定扩展虚拟频率分集阵列的等效接收信号矢量，所述扩展虚拟频率分集阵列包括孔洞以及不含孔洞的均匀虚拟频率分集阵列；
[0135]
选取不含孔洞的均匀虚拟频率分集阵列确定均匀接收信号矢量，基于所述均匀接收信号矢量，确定等效接收信号等效导向矢量；
[0136]
根据所述均匀接收信号矢量及等效导向矢量，构建距离-方位角谱，并解算确定所述目标位置。
[0137]
在其他实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现如上任意实施例的目标角度和距离定位方法的步骤。
[0138]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本发明所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。
[0139]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0140]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。