一种双基地mimo雷达跟踪定位及欺骗干扰识别方法
【专利摘要】该发明公开了一种双基地MIMO雷达跟踪定位及欺骗干扰识别方法，属于雷达通信【技术领域】，该方法首先计算出残差观测向量，再采用一步预测法得到目标量测预测值，利用预测值得到残差方程组系数矩阵；再求出回波信号信噪比，计算最小二乘加权矩阵；利用观测向量、残差方程组系数矩阵和最小二乘加权矩阵求出目标坐标残差值，结合目标坐标预测值计算目标坐标；利用最小二乘加权矩阵和残差观测向量计算出拟合误差向量，继而求得检测统计量，将检测统计量带入检测器，求得的值与检测门限λ0比较，若大于λ0则为欺骗干扰，小于λ0为真实目标，从而在双基地MIMO雷达跟踪过程中具有实用性强、精度高、能识别欺骗干扰、计算量小、实时性高的效果。
【专利说明】-种双基地MI MO雷达跟踪定位及欺骗干扰识别方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于雷达通信【技术领域】，特别涉及双基地MIMO雷达抗距离欺骗干扰。
【背景技术】
[0002] 距离欺骗是最常见的积极干扰模式之一。干扰机将侦察到的雷达信号进行放大， 然后进行延迟转发；干扰信号从雷达主瓣进入，采用假的目标距离信息作用于雷达的目标 检测和跟踪系统。由于干扰信号能量大于真实目标信号，并且其能获得和雷达回波相同的 压缩处理增益，从而能够而诱导雷达对其进行检测或跟踪，导致雷达不能正确地测量真正 目标的参数信息，检测和跟踪性能严重下降。因此，对欺骗干扰进行抑制处理显得十分重 要，而为了达到该一目的，首先要对欺骗干扰是否存在进行鉴别，如果不能准确鉴别欺骗干 扰和目标信号，就会发生无干扰是采取了抑制处理，或有干扰时没有采取抑制处理，该两种 情况都会影响到目标的正常检测或跟踪，所W对欺骗干扰的识别方法的研究具有极其重要 的意义。
[0003] MIMO雷达每个阵元（或子阵）全向发射相互正交的信号波形，正交波形在空间不 能相干叠加，从而形成宽的发射波束，使得信号的抗截获能力增强。在接收端，通过匹配滤 波器组来分离回波信号中的各正交分量，然后用数字波束形成值B巧技术来获得窄的接收 波束，获得较高的测角精度；同时使用长时间积累技术获得高的速度分辨；也提高低速目 标检测的能力。（见文献：MIMO雷达概念及其技术特点分析，何子述，韩春林，刘波；电子学 报2005, 33 (12A) =Page(S) :2441-2445)。双基地MIMO雷达结合了 MIMO雷达和双基地雷达 的优点，相对于传统雷达拥有独特的优势，回避了常规双基地雷达在空间搜索、时空同步等 方面的难题，并且在反低空、反隐身W及抗干扰、抗反福射导弹等方面也有非常独特的优势 (见文献；双基地MIMO雷达原理与理论研究巧]，刘红明；.成都：电子科技大学，2010)。
[0004] 目前在双基地MIMO雷达抗干扰技术的研究主要集中在抗多径干扰、掩护式干扰 W及杂波抑制等方面，而专口针对转发式欺骗干扰的对抗识别干扰技术还很少，更多的是 利用传统相控阵雷达中已有的技术如前沿跟踪技术等。理论上说，采用前沿跟踪技术后，常 规雷达可W对距离欺骗干扰进行识别并实施有效对抗，然而实际对抗的效果并不理想，主 要是目标反射信号随目标运动存在很大的起伏，难W判别出现在波口前沿的究竟是目标信 号还是一般的噪声或压缩信号的旁瓣。
【发明内容】
[0005] 本发明针对现有双基地MIMO雷达存在的缺陷，所要解决的技术问题是提供一种 具有实用价值的利用双基地MIMO雷达目标定位及在定位过程中实现欺骗干扰识别的一体 化方法，达到在双基地MIMO雷达跟踪过程中精度高，能识别欺骗干扰，计算量小实时性高 的目的。
[0006] 本发明一种双基地MIMO雷达跟踪定位及欺骗干扰识别方法，利用双基地MIMO雷 达信息兀余的特点，利用加权最小二乘算法做滤波预处理，使量测值转化为笛卡尔坐标系 下的坐标值；利用定位过程中最小二乘拟合误差构造二元检测问题，用检测理论的思想对 欺骗干扰进行识别。该方法首先计算出残差观测向量dY，再采用一步预测法得到目标量测 的预测值X。，利用预测值X。得到残差方程组系数矩阵B狂。）；然后求出回波信号信噪比，通 过信噪比求出最小二乘加权矩阵W ;利用残差观测向量dY、残差方程组系数矩阵B狂。）和最 小二乘加权矩阵W求出目标坐标残差值，最后结合目标坐标预测值X。计算出目标坐标；利 用最小二乘加权矩阵W和残差观测向量dY计算出拟合误差向量V，继而求的检测统计量D， 将检测统计量D带入通用似然比检测器，求得的值与检测口限A。比较，若大于入。则为欺 骗干扰，小于A。为真实目标，从而实现发明目的。
[0007] 本发明技术方案为；一种双基地MIMO雷达跟踪定位及欺骗干扰识别方法，该方法 包括W下步骤：
[0008] 步骤1 ;首先在双基地雷达跟踪过程中测量出当前时刻的a yt、a a yt、R，再计算 出 da "，da X" da y" dp K，构造残差向量 dY = [da "，da X" da y" dp JT，
[0009] 其中Qyt为目标与发射阵面坐标系X轴正方向的夹角；Qu为目标与接收阵面坐 标系X轴正方向的夹角；a yt为目标与接收阵面坐标系y轴正方向的夹角；R为目标与发射 站、接收站的距离和；da W da W da yt，dp E分别为当前时刻各角度及距离和的测量值与 预测值之间的差值，该里称为残差；
[0010] 步骤2 ;采用跟踪滤波一步预测方法得到目标坐标的一步预测值X。= [X。，y。，Zj T， 得到残差方程组系数矩阵
【权利要求】
1. 一种双基地ΜΙΜΟ雷达跟踪定位及欺骗干扰识别方法，该方法包括以下步骤： 步骤1:首先在双基地雷达跟踪过程中测量出当前时刻的axt、a"、aK、R，再计算出dQxt，dQxr，dctyr，dpK,构造残差向量dY=[daxt,daxr,dayr,dpκ]τ, 其中axt为目标与发射阵面坐标系X轴正方向的夹角；a"为目标与接收阵面坐标系X轴正方向的夹角；ayl?为目标与接收阵面坐标系y轴正方向的夹角；R为目标与发射站、接 收站的距离和；daxt，da"，da_dpκ分别为当前时刻各角度及距离和的测量值与预测值 之间的差值，这里称为残差； 步骤2 :采用跟踪滤波一步预测方法得到目标坐标的一步预测值Xtl = [X(l，^zjτ，得到 残差方程组系数矩阵 L rT rH rI
rH n rHJ 其中=^(-yO-χτ? +(>'〇~Jr)2+(2〇-zr)2?mT = (x0 - xr) cosφτ - (zfj - zr)sinφτ， ?=λ/(λ·?_-υ?)-+(?-?) 2，?和0T分别 为发射阵列相对于北天东坐标系的转角和倾角；愁和θκ分别为接收阵列相对于北天东坐 标系的转角和倾角，发射阵列位置为T(xT，yT，ζτ)，接收阵列位置为R(?yK，ζκ); 步骤3回波信噪比计算，将接收阵列信号分别与发射信号进行匹配滤波，计算处理后 回波信号的协方差矩阵并对其进行特征分解，假设有队个特征值，取最小的凡-1个特征值 1 _p 求平均得到噪声功率的估计值Pn，然后取之=2^^，作为信号功率的估计，其中λ_为 最大的特征值，最后得到回波信噪比的估计值》W,, =Img^; 步骤4根据回波信噪比计算角度及距离误差提取精度σ2Δβ;，CF24a^ 02Ad, 这里考虑单脉冲测角，各个元素采用如下计算方法进行计算：
其中，SNRp为信号处理后的信噪比，B为发射信号带宽，Θ3dB"、Θ3dBκ为接收阵面在x和y轴方向上波束的3dB余弦宽度，Θ3dBxt为发射阵面在x轴方向上波束的3dB余弦宽度， 式中角度均为弧度值； 然后得到最小二乘加权矩阵胃=5 ^jAaxt ^ Laxr Aaff M 步骤5利用加权最小二乘法计算目标坐标残差值dXffLS = (BT (X0)WtWB(X0)) ^1Bt (X0)W1WdY(6) 其中(IXwls = [dx,dy,dz]T，dx,dy,dz分别为当前时刻目标坐标估计值与预测值之间的 差值； 再结合一步预测值X〇 = [x〇,y〇,zJT求出目标坐标； 步骤6计算拟合误差向量
步骤7求取检测统计量D= : /~1 步骤8将D带入通用似然比检测器
进行检测判决，其中H1假设代表所跟踪信号为欺骗干扰，Htl假设代表所跟踪信号为真 ,An，rG2(l,4)G2(2,4)G2(3,4)(卜G(4,4?% 实目标，式⑶中2 = ΔΛ~·[^ -+ -+-一^p-]，其中AR为所要求 0Aalt0Aajiy0Aajr 0M 的最小拖引距离值；G=WB(Xtl) (BT (Xtl)WtWB(Xtl)K1Bt(Xci)WtW;λ^为检测门限，根据所设虚警 概率，由蒙特卡洛仿真所得到；σ为估计的拟合误差标准差。
【文档编号】G01S13/68GK104237860SQ201410457804
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月10日 优先权日:2014年9月10日
【发明者】段翔, 何子述, 曹东凯, 姜钦山, 李军, 刘静秋 申请人:电子科技大学