基于先验信息的目标仰角估计方法
【专利摘要】本发明属于雷达低角跟踪时目标仰角估计【技术领域】，公开了基于先验信息的目标仰角估计方法。该基于先验信息的目标仰角估计方法包括以下步骤：S1：利用雷达在初始时刻向目标发射信号，接收初始时刻的目标回波信号；S2：设置参数k，k=1；得到目标仰角的第1次估计值；S3：根据目标仰角θ1(k)估计的均方误差MSEk与频率变量f的函数关系式，得出雷达下一时刻的工作频率；S4：雷达按照所述下一时刻的工作频率向目标发射信号，接收对应的目标回波信号；令k=k+1，然后得出目标仰角的第k次估计值；S5：循环执行步骤S3至步骤S4，直到目标跟踪结束。本发明根据上一帧得到的目标仰角信息来自适应选择当前帧最佳的工作频率，提高了目标仰角的估计精度。
【专利说明】基于先验信息的目标仰角估计方法
【技术领域】
[0001]本发明属于雷达低角跟踪时目标仰角估计【技术领域】，特别涉及基于先验信息的目标仰角估计方法。
【背景技术】
[0002]在雷达技术中可以通过对连续帧的接收数据进行估计，不断地获得目标仰角，完成对目标的跟踪。当探测低仰角目标时，雷达波束打地，使得目标的直达波和地海面反射的多径反射波在天线波束主瓣内叠加，且它们的多普勒频率及回波时延近似相等，这组强相关的信号同时被雷达天线接收，使得雷达角度估计系统不能正确的估计出目标仰角，给目标定位带来了困难。为了解决这个问题，现有的方法主要有以下两种，参见以下两份文献: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]尽管以上两种方法对目标仰角具有较高的估计精度，但是它们均未考虑目标仰角的估计精度和工作频率之间的关系。由于低角跟踪中目标仰角估计的均方误差往往会随工作频率的增大而波动变化，这就对目标仰角的估计精度造成了影响。
【发明内容】
[0004]本发明在于克服已有方法的不足，在RML算法(精确最大似然算法，Refinedmaximum likelihood algorithm)基础上,提出基于先验信息的目标仰角估计方法，提高目标仰角的估计精度。
[0005]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:利用雷达低角跟踪环境下相邻两帧接收数据内目标仰角基本保持不变的先验信息，通过目标仰角估计的理论均方误差公式，计算出目标仰角的最小均方误差估计对应的工作频率，然后在该工作频率条件下获得目标仰角的估计值，具体实现步骤包括如下:
[0006]S1:利用雷达在初始时刻向目标发射信号，接收初始时刻的目标回波信号；
[0007]S2:设置参数k，k=l ;根据所述初始时刻的目标回波信号，采用RML算法对目标仰
角进行第I次估计，得到目标仰角的第I次估计值
[0008]S3:采用RML算法得出:目标仰角Θ严估计的均方误差MSEk与频率变量f的函数关系式；根据目标仰角Θ严估计的均方误差MSEk与频率变量f的函数关系式，得出雷达下
一时刻的工作频率
[0009]
【权利要求】
1.基于先验信息的目标仰角估计方法，其特征在于，包括以下步骤: S1:利用雷达在初始时刻向目标发射信号，接收初始时刻的目标回波信号； S2:设置参数k，k=l ;根据所述初始时刻的目标回波信号，采用RML算法对目标仰角进行第1次估计，得到目标仰角的第1次估计值^11)； S3:采用RML算法得出:目标仰角9严估计的均方误差MSEk与频率变量f的函数关系式；根据目标仰角9严估计的均方误差MSEk与频率变量f的函数关系式，得出雷达下一时刻的工作频率+1):
2.如权利要求1所述的基于先验信息的目标仰角估计方法，其特征在于，在步骤S2中，所述初始时刻的目标回波信号包括初始时刻的多径反射信号以及初始时刻来自目标的直达波信号；在步骤S4中，雷达接收的对应的目标回波信号包括对应时刻的多径反射信号以及对应时刻来自目标的直达波信号； 在步骤S2和步骤S4中，目标仰角的第k次估计值为:
3.如权利要求1所述的基于先验信息的目标仰角估计方法，其特征在于，在步骤S2中，所述初始时刻的目标回波信号包括初始时刻的多径反射信号以及初始时刻来自目标的直达波信号；在步骤S4中，雷达接收的对应的目标回波信号包括对应时刻的多径反射信号以及对应时刻来自目标的直达波信号； 在步骤S3中，目标仰角Θ严估计的均方误差MSEk为:
【文档编号】G01S7/41GK103913731SQ201410064591
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年2月25日 优先权日:2014年2月25日
【发明者】赵永波, 朱玉堂, 刘宏伟, 水鹏朗, 程增飞, 何学辉 申请人:西安电子科技大学