进动目标结构参数提取方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及目标特征提取领域，尤其涉及一种进动目标结构参数提取方法。
【背景技术】
[0002] 弹道导弹中段相对于助推段和再入段具有飞行时间较长、空间环境相对简单等特 点，是攻防对抗的重要阶段。弹头在中段的自旋、进动等运动形式构成了弹头目标的微动特 性，可以作为弹头类目标识别的重要特征。对于进动目标，其周期特性十分明显，其RCS (Radar Cross Section，雷达散射截面)起伏周期与进动周期一致，而其进动周期可通过窄 带RCS获得，但是目标的进动角及结构信息无法通过目标RCS直接获得。
[0003] 目前进动目标的特征提取方法主要是通过目标RCS或目标一维距离像获得，且二 者主要是通过单雷达获取的信息进行提取。前者通过对目标RCS进行多项式拟合，利用圆锥 的RCS估算公式作为目标的模板信息来提取进动参数，但是需要了解目标在各种姿态下的 RCS特性或弹头类目标的形状，并不适用于非合作目标，局限性较大;第二种方法是通过目 标一维距离像求取径向长度或重构目标散射中心来提取进动特征，但是需要较长的观测时 间且误差较大。
[0004] 因此，亟需一种适用于非合作目标、不依赖于较长观测时间且误差较小的进动目 标结构参数提取方法以解决上述问题。
【发明内容】
[0005] 本发明提供了一种进动目标结构参数提取方法，利用多部雷达在短时间内观测到 的回波数据获取目标径向长度信息，通过曲线拟合得到目标径向长度曲线，在此基础上提 取目标长度及底面半径。与现有技术相比，本发明能够以较小的误差精确提取合作/非合作 目标的结构参数及进动角，同时大幅减小提取进动特征所需的观测时间。
[0006] 本发明提供一种进动目标结构参数提取方法，包括:S1.通过第一雷达的目标一维 距离像获取第一雷达目标径向长度信息;通过第二雷达的目标一维距离像获取第二雷达目 标径向长度信息;S2.根据第一雷达目标径向长度信息计算第一雷达目标径向长度曲线;根 据第二雷达目标径向长度信息计算第二雷达目标径向长度曲线；S3 .利用第一雷达目标径 向长度曲线、及第二雷达目标径向长度曲线计算目标进动角、及第一雷达与第二雷达的进 动轴视线角差值;S4.基于目标进动角、进动轴视线角差值、第一雷达目标径向长度曲线及 第二雷达目标径向长度曲线计算目标长度及目标底面半径;所述进动轴视线角为雷达视线 与目标进动轴的夹角。
[0007] 优选地，步骤S3具体包括:S31.利用第一雷达目标径向长度曲线、第二雷达目标径 向长度曲线及公式1计算目标进动角；
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[0009] S32.利用弟一雷达目称砼冋长度曲线、第二雷达目标径向长度曲线、目标进动角 及公式2计算第一雷达与第二雷达的进动轴视线角差值；
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[0011] 其中，Θ为目标进动角;Xi为第一雷达在第一时间段!^内，目标径向长度的最大值与 最小值的和;Υι为第一雷达在第一时间段Τι内，目标径向长度的最大值与最小值的差;X2为 第二雷达在第二时间段T 2ft，目标径向长度的最大值与最小值的和;γ2为第二雷达在第二时 间段Τ2?，目标径向长度的最大值与最小值的差; Ql为第一雷达的进动轴视线角，且<^从〇° 至|J90°按照第一步进值设置为与αι对应的第二雷达的进动轴视线角；i>l、且ieN。
[0012] 优选地，步骤S4具体包括:S41.基于目标进动角、进动轴视线角差值及公式3、公式 4计算对应于每个第一雷达进动轴视线角 〇1的目标样本长度U及目标样本底面半径心；
[0016] S42.根据目标样本长度U及目标样本底面半径&提取目标长度及目标底面半径；
[0017] 其中，内的N个时间点，Τ21···Τ2μ为T2内的Μ个时间点;Μ>1，Ν>1，ΜΕΝ， NEN;Len(Tii)为与Τιι，··Τιν对应的目标径向长度，Len(T2i)Τ2Μ)为与Τ2?··· T2M对应的目标径向长度；ω为目标进动角速度；φΜ、φ?分别为第一雷达、第二雷达视角下 的目标进动初相角；Tir·· tin为与Tir·· Tin对应的第一雷达视线角，Τ2?···Τ2Μ为与Τ2?···Τ2Μ对应 的第二雷达视线角;且
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[0019] 优选地，步骤S42具体包括:S421.根据公式5计算每一组目标样本长度心及目标样 本底面半径U的误差值e(ai);
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[0021 ] S422.比较所有误差值的大小，并提取最小的误差值对应的目标样本长度作为目 标长度，提取最小的误差值对应的目标样本底面半径作为目标底面半径。
[0022] 优选地，步骤S2具体包括:S21.根据第一雷达目标径向长度信息，确定第一雷达目 标径向长度曲线的参数1η、112、φι的取值范围;根据第二雷达目标径向长度信息，确定第二 雷达目标径向长度曲线的参数1、1 22、的取值范围；S22.基于1 η、112、(pi的取值范围及精 度要求，设置分别与lll、ll2、φ?.对应的取值间隔，对lll、ll2、φ?进行1?散取值，生成lll、ll2、 讲参数数组;并基于1 21、122、恥的取值范围及精度要求，设置分别与121、122、奶对应的取值 间隔，对ι 21、ι22、φ2进行离散取值，生成121、122、奶参数数组;S23.利用第一雷达获取的目标 径向长度信息、及公式6检验1η、1 12、φι参数数组;根据检测结果确定第一雷达目标径向长 度曲线的参数;并利用第二雷达获取的目标径向长度信息、及公式7检验ι 21、ι22、φ2参数数 组;根据检测结果确定第二雷达目标径向长度曲线的参数；
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[0025] 所述第一雷达获取的目标径向长度信息包括时间点?η···?1Ρ及与该时间点对应的 目标径向长度Len(tn)-_L en(t1P);所述第二雷达获取的目标径向长度信息包括时间点 t2r"t2Q及与该时间点对应的目标径向长度Len(t21)…Len(t 2Q);P>l，Q>l，PEN，QeN。
[0026] 优选地，步骤S23具体包括:S231.选取1 n、112、ψι参数数组中任一数组，将tn···t1P 及该任一数组代入公式6,得到P个运算结果;分别计算P个运算结果与Len(tn)…Len(t1P) 的差值，得到111、ll2、'Φ. 1参数数组中该任一数组的P个差值;并选取I21、I22、参数数组中任 一数组，将t2r"t 2Q及该任一数组代入公式7,得到Q个运算结果；分别计算Q个运算结果与 Len( t2i)…Len( t2Q)的差值，得到hi、122、_Ψ2:参数数组中该任一数组的Q个差值；
[0027] S232.比较1η、112、φι参数数组中任一数组的Ρ个差值与第一阈值的大小，统计Ρ个 差值中小于第一阈值的差值数量，并将该差值数量作为1η、1 12、φι参数数组中该任一数组 的合格数;并比较121、122、奶参数数组中任一数组的Q个差值与第二阈值的大小，统计Q个差 值中小于第二阈值的差值数量，并将该差值数量作为1 21、122、φ2参数数组中该任一数组的 合格数；
[0028] S233.选取In 数数组中合格数最大的数组，将该数组的参数作为第一雷 达目标径向长度曲线的参数;并选取121、122、奶参数数组中合格数最大的数组，将该数组的 参数作为第二雷达目标径向长度曲线的参数;所述第一阈值根据第一雷达精度要求设置； 所述第二阈值根据第二雷达精度要求设置。
[0029] 优选地，步骤S1具体为:通过第一雷达的目标一维距离像，利用最优路径法获取第 一雷达目标径向长度信息;通过第二雷达的目标一维距离像，利用最优路径法获取第二雷 达目标径向长度信息。
[0030] 优选地，在步骤S1之前，所述方法还包括:S0.从U部雷达中任取两部合为一组，形 成V组雷达;根据所述V组雷达中任一组中的两部雷达提取目标长度b及目标底面半径心;在 步骤S4之后，所述方法还包括:S5.根据目标长度b及目标底面半径&计算最佳目标长度及 最佳目标底面半径;其中，U>2,且UEN; j < V，且j e N。
[0031] 优选地，步骤S5具体为:根据公式8计算Lj的平均值L#，将Lj的平均值1^#作为最佳目 标长度;根据公式9计算心的平均值浐，将&的平均值妒作为最佳目标底面半径；
[0032]
[0033] y
[0034] 优选地，步骤S5具体为:根据公式10计算Lj的加权平均值ΙΛ将Lj的加权平均值C 作为最佳目标长度;根据公式11计算心的加权平均值R'将心的加权平均值浐作为最佳目标 底面半猝.
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[0037] 其中，Wj为V组雷达中第j组雷达的权值，Wj由第j组中两部雷达中的每一雷达的性 能参数确定。
[0038] 根据本发明提供的进动目标结构参数提取方法，能够以较小的误差精确提取合 作/非合作目标的结构参数及