一种雷达反射体的探测方法与流程

本发明属于雷达探测，具体涉及一种反射体识别和定位技术。

背景技术：

1、监视雷达对空中目标进行导航监视，其所处地理位置周边环境的变化和电磁环境的改变，导致假目标情况时有发生。假目标的产生是所有雷达都必须面对并需要解决的问题，反射体是假目标产生的主要来源，存在一定的对应关系。

2、根据中国民航标准mh/t4003.2-2014《民用航空通信导航监视台（站）设置场地规范》的要求，雷达台站（近/远程一次监视雷达、二次监视雷达）对“机库等大型金属构建物”、“金属围栏、构建物、高塔、航站楼”的“防护间距要求（km）”、“不小于0.46，宜大于1.61”就是对雷达周围反射物的限制，避免反射物给雷达带来假目标增多的不良影响。国际民航组织在监视雷达测试手册中，也规定监视雷达由于反射产生的假目标不得超过0.2%，可见反射对雷达假目标的产生具有明显影响。

3、根据国际民航组织的规定，在全球范围内，每架飞机的地址码是唯一的。如果雷达发现空中出现地址码相同的飞机，需要对其作出标识并发布告警信息。通常情况下，空中不会出现相同地址码的飞机。如果出现，往往是反射产生的假目标，这就为反射体的发现和确定提供了依据。

技术实现思路

1、为了解决反射体产生假目标的技术问题，采用了定期或不定期统计分析雷达假目标产生情况的技术方案，基于多径反射原理，确认雷达周围反射体的分布情况，计算各个反射体的朝向、相对于雷达的距离和方位夹角，将反射体参数按方位从小到大、距离从近到远的顺序，保存在雷达的配置参数文件中，在目标处理时根据已知的反射体，抑制和剔除假目标，具有减小假目标概率、提高目标识别准确性的技术效果。

2、识别假目标：在一个天线转时间内，如果出现相同地址码的目标，先根据距离差，排除两个真实目标地址码相同的情况，再根据真目标距离近、信号强和假目标距离远、信号弱的特征，识别假目标。

3、设雷达站为坐标原点o，反射体为f，雷达站o与真目标a之间是直达路径o—a，雷达波束指向反射体时，雷达发出的询问信号经反射被空中目标a接收，询问信号路径为oòfòa，即反射路径，大于直达路径 ，目标a发出的应答信号沿相同路径逆向返回雷达，应答信号路径为aòfòo，根据天线指向和回波信号延迟时间确定目标a的位置，目标a在以反射面为对称轴的镜像位置产生一个假目标a＇，假目标的信号延迟大于真目标，导致假目标的距离大于真目标，假目标的反射路径大于真目标，以及反射对信号的削弱，导致假目标的信号强度小于真目标，在一个天线转时间内，如果有两个代码相同、距离接近的目标，判定距离近、信号强的是真目标，距离远、信号弱的是假目标。

4、计算反射体参数：基于反射原理，判断真目标的方位超前或滞后于假目标，分别计算真目标与假目标之间的方位差，获取反射体参数，包括距离、起始方位、终止方位、反射朝向，起始方位减去0.3°修正，终止方位加上0.3°修正。

5、设真目标a的极坐标为（r1，α），对应的直角坐标为(a1，b1)，假目标a＇的极坐标为（r2，β），对应的直角坐标为(a2，b2)，反射体f的极坐标为（r3，δ），对应的直角坐标为(x，y)，反射面的入射角为γ，反射面的切向方位为φ，反射面的法线方向即朝向为θ，则a的极坐标与直角坐标的关系为a1=r1*sin(α)、b1=r1*cos(α)，a＇的极坐标与直角坐标关系为a2=r2*sin(β)、b2 = r2*cos(β)，且fa2=(a1 –x)2 +(b1–y)2、fa＇2=(a2 –x)2 +(b2 –y)2，根据oa＇上的反射点f(x，y)满足fa2=fa＇2可知x/y = a2/b2、(a1 –x)2 +(b1 –y)2= (a2–x)2 +(b2 –y)2 ，求得反射点f的直角座标(x，y)中x=（（a22+b22）-(a12+b12)）/（2(a2-a1)-2(b2-b1) b2/a2）、y=b2/（x*a2），由∠afa＇=2*γ=arccos((fa2+fa＇2 –aa＇2)/(2*fa*fa＇))=arccos((2*fa2–aa＇2)/(2*fa2))，其中aa＇2=(a1–a2)2+(b1–b2)2，求得γ= arccos((2*fa2–aa＇2)/(2*fa2))/2，如果α>β，则判定真目标方位超前假目标，如果α<β，则判定真目标方位滞后假目标。

6、如果真目标方位超前假目标，则φ=β+γ，求得θ=φ+90°=β+γ+90°，如果真目标方位滞后假目标，则φ=β-γ，求得θ=φ-90°=β-γ-90°，如果角度超过360°或小于0，则以360°取模，求得小于360°的唯一正角度。

7、用公式和将反射体f的直角座标(x，y)转换为极坐标(r3，δ)与雷达目标统一描述。

8、如果两个反射体的距离和反射朝向相同、起始方位和终止方位重叠，则合并为一个反射体，起始方位取小、终止方位取较，将反射体按方位从小到大、距离由近到远排序，存入反射体库。

9、查询反射体库：生成的反射体库文件采用文本格式，便于人工识别、删除和添加反射体，文件名包含回放数据的时间信息，便于新、旧反射体库的比较和更新，如果假目标的方位落在一个反射体的起始方位和终止方位之间、该反射体到真、假目标的距离相等，则判定假目标由该反射体导致，抑制或增加假目标的标识，否则判定为新增的假目标。

10、将地址码替换为目标特征，将二次雷达的真假目标识别应用于一次雷达，二次雷达的询问信号、应答信号对应一次雷达的发射信号、反射信号，二次雷达的发射、接收两个单向路经对应一次雷达的发射、接收双向路径，一次雷达的真、假目标之间的信号强度差比二次雷达更大

技术特征：

1.一种雷达反射体的探测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的雷达反射体的探测方法，其特征在于，所述识别假目标，包括：设雷达站为坐标原点o，反射体为f，雷达站o与真目标a之间是直达路径o—a，雷达波束指向反射体时，雷达发出的询问信号经反射被空中目标a接收，询问信号路径为oòfòa，目标a发出的应答信号沿相同路径逆向返回雷达，应答信号路径为aòfòo，根据天线指向和回波信号延迟时间确定目标a的位置，目标a在以反射面为对称轴的镜像位置产生一个假目标a＇，判定距离近、信号强的是真目标，距离远、信号弱的是假目标。

3.根据权利要求1所述的雷达反射体的探测方法，其特征在于，所述计算反射体参数，包括：设真目标a的极坐标为（r1，α），对应的直角坐标为(a1，b1)，假目标a＇的极坐标为（r2，β），对应的直角坐标为(a2，b2)，反射体f的极坐标为（r3，δ），对应的直角坐标为(x，y)，反射面的入射角为γ，反射面的切向方位为φ，反射面的法线方向即朝向为θ，则a的极坐标与直角坐标的关系为a1=r1*sin(α)、b1=r1*cos(α)，a＇的极坐标与直角坐标关系为a2=r2*sin(β)、b2 = r2*cos(β)，且fa2=(a1 –x)2 +(b1 –y)2、fa＇2=(a2 –x)2 +(b2 –y)2，根据oa＇上的反射点f(x，y)满足fa2=fa＇2可知x/y= a2/b2、(a1 –x)2 +(b1 –y)2 = (a2 –x)2 +(b2 –y)2 ，求得反射点f的直角座标(x，y)中x=（（a22+b22）-(a12+b12)）/（2(a2-a1 )-2(b2-b1 ) b2/a2）、y=b2/（x*a2），由∠afa＇=2*γ=arccos((fa2+fa＇2 –aa＇2)/(2*fa*fa＇))=arccos((2*fa2–aa＇2)/(2*fa2))，其中aa＇2=(a1–a2)2+(b1–b2)2，求得γ= arccos((2*fa2–aa＇2)/(2*fa2))/2。

4.根据权利要求3所述的雷达反射体的探测方法，其特征在于，所述判断真目标超前或滞后于假目标，包括：如果α>β，则判定真目标方位超前假目标，如果α<β，则判定真目标方位滞后假目标。

5.根据权利要求4所述的雷达反射体的探测方法，其特征在于，还包括：如果真目标方位超前假目标，则φ=β+γ，求得θ=φ+90°=β+γ+90°，如果真目标方位滞后假目标，则φ=β-γ，求得θ=φ-90°=β-γ-90°，如果角度超过360°或小于0，则以360°取模，求得小于360°的唯一正角度。

6.根据权利要求3所述的雷达反射体的探测方法，其特征在于，还包括：用公式和将反射体f的直角座标(x，y)转换为极坐标(r 3，δ)与雷达目标统一描述。

7.根据权利要求1所述的雷达反射体的探测方法，其特征在于，还包括：如果两个反射体的距离和反射朝向相同、起始方位和终止方位重叠，则合并为一个反射体，起始方位取小、终止方位取较，将反射体按方位从小到大、距离由近到远排序，存入反射体库。

8.根据权利要求1所述的雷达反射体的探测方法，其特征在于，还包括：将地址码替换为目标特征，识别一次雷达的真假目标。

9.根据权利要求1所述的雷达反射体的探测方法，其特征在于，所述起始方位减去0.3°修正，所述终止方位加上0.3°修正。

技术总结
一种雷达反射体的探测方法，在一个天线转时间内，如果出现相同地址码的目标，先根据距离差，排除两个真实目标地址码相同的情况，再根据真目标距离近、信号强和假目标距离远、信号弱的特征，识别假目标，计算反射体参数：基于反射原理，判断真目标的方位超前或滞后于假目标，分别计算真目标与假目标之间的方位差，获取反射体参数，包括距离、起始方位、终止方位、反射朝向，生成的反射体库，文件采用文本格式，文件名包含回放数据的时间信息，如果假目标的方位落在一个反射体的起始方位和终止方位之间、该反射体到真、假目标的距离相等，则判定假目标由该反射体导致，否则判定为新增的假目标。

技术研发人员：黄立星,咸儆醒,张虹
受保护的技术使用者：南京恩瑞特实业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25