一種基于有限視場(chǎng)雷達(dá)的天基平臺(tái)搜索空間目標(biāo)的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于有限視場(chǎng)雷達(dá)的天基平臺(tái)搜索空間目標(biāo)的方法，該方法根據(jù)雷達(dá)的方位角α和俯仰角β之間的大小關(guān)系，通過(guò)利用天基平臺(tái)在方位和俯仰方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)有限視場(chǎng)雷達(dá)對(duì)空間目標(biāo)的搜索，為固定安裝在天基平臺(tái)上的有限視場(chǎng)雷達(dá)進(jìn)行空間目標(biāo)的搜索提供了一種全天域的搜索方法，該搜索方法拓寬了有限視場(chǎng)雷達(dá)的探測(cè)區(qū)域，能夠覆蓋全天域，可實(shí)現(xiàn)對(duì)全天域中的目標(biāo)進(jìn)行搜索，為天基平臺(tái)對(duì)空間目標(biāo)的跟蹤奠定基礎(chǔ)，可應(yīng)用于衛(wèi)星等航天器的空間搜索系統(tǒng)。
【專利說(shuō)明】一種基于有限視場(chǎng)雷達(dá)的天基平臺(tái)搜索空間目標(biāo)的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種天基平臺(tái)對(duì)空間目標(biāo)的搜索方法，尤其涉及一種天基平臺(tái)利用有 限視場(chǎng)雷達(dá)對(duì)空間目標(biāo)的搜索方法，屬于空間應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，利用雷達(dá)對(duì)空間目標(biāo)的搜索主要集中在地面、船載和機(jī)載上，并且雷達(dá)相對(duì) 于安裝平臺(tái)具有兩個(gè)自由度，即雷達(dá)本身可進(jìn)行方位和俯仰方向的兩維度搜索。并且，在 地面或是在船上，可以選擇視場(chǎng)比較大的雷達(dá)，從而覆蓋范圍就比較大，搜索目標(biāo)也較為容 易。而對(duì)于安裝在天基平臺(tái)（即在軌飛行器）上的雷達(dá)，考慮到成本的原因，重量有嚴(yán)格限 制，所以，天基平臺(tái)上攜帶的雷達(dá)的視場(chǎng)一般較小。并且，對(duì)于在軌飛行器這類天基平臺(tái)，為 了避免雷達(dá)對(duì)天基平臺(tái)姿態(tài)的擾動(dòng)，一般將雷達(dá)固定安裝在天基平臺(tái)上，即雷達(dá)相對(duì)于在 軌飛行的天基平臺(tái)沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。又由于雷達(dá)的視場(chǎng)有限，因此天基平臺(tái)如何利用其所攜 帶的小視場(chǎng)雷達(dá)實(shí)現(xiàn)對(duì)空間目標(biāo)進(jìn)行全天域的探測(cè)是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于有限視場(chǎng)雷達(dá) 的天基平臺(tái)搜索空間目標(biāo)的方法，該方法可實(shí)現(xiàn)對(duì)全天域中的目標(biāo)進(jìn)行搜索，為天基平臺(tái) 對(duì)空間目標(biāo)的跟蹤奠定基礎(chǔ)。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于有限視場(chǎng)雷達(dá)的天基平臺(tái)搜索空間目標(biāo)的方法， 包括如下步驟：
[0005] (1)根據(jù)雷達(dá)的測(cè)量信息判斷目標(biāo)是否處于雷達(dá)視場(chǎng)內(nèi)，如果目標(biāo)處于雷達(dá)視場(chǎng) 內(nèi)，則進(jìn)入步驟（3);如果目標(biāo)不在雷達(dá)視場(chǎng)內(nèi)，則進(jìn)入步驟（2);
[0006] (2)根據(jù)雷達(dá)的方位角α和俯仰角β之間的大小關(guān)系，控制雷達(dá)對(duì)目標(biāo)按如下搜 索方式進(jìn)行搜索：
[0007] 如果α >β，則雷達(dá)先進(jìn)行方位方向搜索，再進(jìn)行俯仰方向搜索，搜索方法為：雷 達(dá)先進(jìn)行方位方向搜索360度，如果未發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，則將天基平臺(tái)沿俯仰方向抬高，抬高角度 為Υ，再使雷達(dá)沿方位方向搜索360度，如果仍未發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，則繼續(xù)將天基平臺(tái)沿俯仰方向 抬高如此循環(huán),直至目標(biāo)位于雷達(dá)視場(chǎng)內(nèi)；
[0008] 如果α < β，則雷達(dá)先進(jìn)行俯仰方向搜索，再進(jìn)行方位方向搜索，搜索方法為：雷 達(dá)先進(jìn)行俯仰方向搜索360度，如果未發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，則將天基平臺(tái)沿方位方向轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)角度 為Θ，再使雷達(dá)沿俯仰方向搜索360度，如果仍未發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，則繼續(xù)將天基平臺(tái)沿方位方向 轉(zhuǎn)動(dòng)Θ，如此循環(huán)，直至目標(biāo)位于雷達(dá)視場(chǎng)內(nèi)；
[0009] (3)在天基平臺(tái)處于當(dāng)前位置情況下，如果在至少連續(xù)五個(gè)測(cè)量周期內(nèi)目標(biāo)均位 于雷達(dá)視場(chǎng)內(nèi)，則認(rèn)為雷達(dá)搜索到目標(biāo)，停止搜索；否則認(rèn)為雷達(dá)未發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，則轉(zhuǎn)入步驟 (2)繼續(xù)進(jìn)行搜索。
[0010] 所述步驟（2)中抬高角度γ的取值范圍為β-5°彡γ彡β-Γ，轉(zhuǎn)動(dòng)角度Θ 的取值范圍為α_5°彡Θ彡α-Γ。 toon] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的技術(shù)效果是：
[0012] 本發(fā)明通過(guò)利用天基平臺(tái)在方位和俯仰方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)有限視場(chǎng)雷達(dá)對(duì)空 間目標(biāo)的搜索，為固定安裝在天基平臺(tái)上的有限視場(chǎng)雷達(dá)進(jìn)行空間目標(biāo)的搜索提供了一種 全天域的搜索方法，該搜索方法拓寬了有限視場(chǎng)雷達(dá)的探測(cè)區(qū)域，能夠覆蓋全天域，可實(shí)現(xiàn) 對(duì)全天域中的目標(biāo)進(jìn)行搜索，可應(yīng)用于衛(wèi)星等航天器的空間搜索系統(tǒng)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖1為本發(fā)明方法流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014] 圖1為本發(fā)明方法的流程圖。
[0015] 如果目標(biāo)處于雷達(dá)視場(chǎng)內(nèi)，貝U設(shè)置測(cè)量標(biāo)志RadarFlag = 1 ;如果目標(biāo)沒(méi)有處于雷 達(dá)視場(chǎng)內(nèi)，則設(shè)置測(cè)量標(biāo)志RadarFlag = 0。本發(fā)明方法的具體實(shí)現(xiàn)步驟如下：
[0016] (1)對(duì)測(cè)量標(biāo)志RadarFlag進(jìn)行判斷，如果測(cè)量標(biāo)志RadarFlag = 1，說(shuō)明目標(biāo)已 處于雷達(dá)視場(chǎng)內(nèi)，設(shè)置搜索指令SearchFlag = 0,轉(zhuǎn)入步驟（3);如果測(cè)量標(biāo)志RadarFlag =〇,說(shuō)明目標(biāo)不在雷達(dá)視場(chǎng)內(nèi)，設(shè)置搜索指令SearchFlag = 1，啟動(dòng)搜索程序，轉(zhuǎn)入步驟 (2)；
[0017] (2)根據(jù)雷達(dá)的方位角α和俯仰角β之間的大小關(guān)系，獲得搜索方式 DirectionFlag ；
[0018] 如果α > β，則先進(jìn)行方位方向搜索，然后進(jìn)行俯仰方向搜索，設(shè)置 DirectionFlag = 0 ;否則先進(jìn)行俯仰方向搜索，再進(jìn)行方位方向搜索，設(shè)置DirectionFlag =1。
[0019] 根據(jù)確定的搜索方式，結(jié)合雷達(dá)的視場(chǎng)范圍，以確定天基平臺(tái)對(duì)空間目標(biāo)的搜索 方法：
[0020] 如果DirectionFlag = 0，先進(jìn)行方位方向搜索360度，未發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，則將天基平臺(tái) 沿俯仰方向抬高，抬高角度為Y，再沿方位方向搜索360度，未發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，則繼續(xù)將天基平 臺(tái)沿俯仰方向抬高Y，如此循環(huán)，直至發(fā)現(xiàn)目標(biāo)為止；如果DirectionFlag= 1，先進(jìn)行俯仰 方向搜索360度，未發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，則將天基平臺(tái)沿方位方向轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)角度為Θ，再沿俯仰方 向搜索360度，未發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，則繼續(xù)將天基平臺(tái)沿方位方向轉(zhuǎn)動(dòng)Θ，如此循環(huán)，直至發(fā)現(xiàn)目 標(biāo)為止。發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后設(shè)置測(cè)量標(biāo)志RadarFlag = 1。
[0021] 其中Y的范圍為β_5°彡Y彡β_Γ，Θ的范圍為α-5°彡Θ彡α-Γ。
[0022] (3)在天基平臺(tái)處于當(dāng)前位置情況下，對(duì)雷達(dá)的測(cè)量標(biāo)志RadarFlag進(jìn)行判斷，以 獲得是否搜索到目標(biāo)的信息；
[0023] 雷達(dá)測(cè)量標(biāo)志RadarFlag = 1在連續(xù)5個(gè)以上測(cè)量周期成立，則認(rèn)為雷達(dá)搜索到 目標(biāo)。否則認(rèn)為雷達(dá)未發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，則轉(zhuǎn)入步驟（2)繼續(xù)進(jìn)行搜索。
[0024] 實(shí)施例：
[0025] 假設(shè)雷達(dá)的方位角α為30°，俯仰角β為20°，空間目標(biāo)位于方位120°，俯仰 45°，搜索過(guò)程如下：
[0026] 由于空間目標(biāo)在開(kāi)始時(shí)不在雷達(dá)視場(chǎng)內(nèi)，雷達(dá)探測(cè)不到目標(biāo)，則會(huì)返回未探測(cè)到 目標(biāo)的信號(hào)，根據(jù)該信號(hào)，可判斷處目標(biāo)不在雷達(dá)視場(chǎng)內(nèi)，所以，設(shè)置測(cè)量標(biāo)志RadarFlag =〇 ；
[0027] 判斷測(cè)量標(biāo)志RadarFlag，由于RadarFlag = 0,所以，設(shè)置搜索指令SearchFlag =1，啟動(dòng)搜索程序；
[0028] 判斷α與β的大小關(guān)系，由于α >β，所以，先進(jìn)行方位方向搜索，然后進(jìn)行俯仰 方向搜索，設(shè)置DirectionFlag = 0 ;
[0029] 判斷搜索方向DirectionFlag,由于DirectionFlag = 0,所以，沿方位方向搜索 360度，在每個(gè)測(cè)量周期判斷RadarFlag，由于目標(biāo)不在該區(qū)域，所以，RadarFlag = 0,結(jié)果 未發(fā)現(xiàn)目標(biāo)；將天基平臺(tái)沿俯仰方向抬高18°，沿方位方向搜索360度，在每個(gè)測(cè)量周期判 斷RadarFlag，由于目標(biāo)不在該區(qū)域，所以，RadarFlag = 0,結(jié)果未發(fā)現(xiàn)目標(biāo)；將天基平臺(tái) 沿俯仰方向抬高18°，沿方位方向搜索至120°附近時(shí)，在每個(gè)測(cè)量周期判斷RadarFlag， RadarFlag = 1，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。
[0030] 在天基平臺(tái)處于當(dāng)前位置下，判斷RadarFlag,當(dāng)RadarFlag = 1在連續(xù)5個(gè)以上 測(cè)量周期成立時(shí)，則目標(biāo)已穩(wěn)定的出現(xiàn)在雷達(dá)視場(chǎng)內(nèi)，停止搜索。
[0031] 本發(fā)明未詳細(xì)描述內(nèi)容為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于有限視場(chǎng)雷達(dá)的天基平臺(tái)搜索空間目標(biāo)的方法，其特征在于包括如下步 驟： (1) 根據(jù)雷達(dá)的測(cè)量信息判斷目標(biāo)是否處于雷達(dá)視場(chǎng)內(nèi)，如果目標(biāo)處于雷達(dá)視場(chǎng)內(nèi)，則 進(jìn)入步驟（3);如果目標(biāo)不在雷達(dá)視場(chǎng)內(nèi)，則進(jìn)入步驟（2); (2) 根據(jù)雷達(dá)的方位角α和俯仰角β之間的大小關(guān)系，控制雷達(dá)對(duì)目標(biāo)按如下搜索方 式進(jìn)行搜索： 如果α>β，則雷達(dá)先進(jìn)行方位方向搜索，再進(jìn)行俯仰方向搜索，搜索方法為：雷達(dá)先 進(jìn)行方位方向搜索360度，如果未發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，則將天基平臺(tái)沿俯仰方向抬高，抬高角度為 Υ，再使雷達(dá)沿方位方向搜索360度，如果仍未發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，則繼續(xù)將天基平臺(tái)沿俯仰方向抬 高Υ，如此循環(huán)，直至目標(biāo)位于雷達(dá)視場(chǎng)內(nèi)； 如果α彡β，則雷達(dá)先進(jìn)行俯仰方向搜索，再進(jìn)行方位方向搜索，搜索方法為：雷達(dá) 先進(jìn)行俯仰方向搜索360度，如果未發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，則將天基平臺(tái)沿方位方向轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)角度為 Θ，再使雷達(dá)沿俯仰方向搜索360度，如果仍未發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，則繼續(xù)將天基平臺(tái)沿方位方向轉(zhuǎn) 動(dòng)Θ，如此循環(huán)，直至目標(biāo)位于雷達(dá)視場(chǎng)內(nèi)； (3) 在天基平臺(tái)處于當(dāng)前位置情況下，如果在至少連續(xù)五個(gè)測(cè)量周期內(nèi)目標(biāo)均位于雷 達(dá)視場(chǎng)內(nèi)，則認(rèn)為雷達(dá)搜索到目標(biāo)，停止搜索；否則認(rèn)為雷達(dá)未發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，則轉(zhuǎn)入步驟（2) 繼續(xù)進(jìn)行搜索。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于有限視場(chǎng)雷達(dá)的天基平臺(tái)搜索空間目標(biāo)的方法，其 特征在于：所述步驟（2)中抬高角度γ的取值范圍為β-5° < γ < β-Γ，轉(zhuǎn)動(dòng)角度Θ 的取值范圍為α_5°彡Θ彡α-Γ。
【文檔編號(hào)】G01S13/88GK104062652SQ201410256147
【公開(kāi)日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年6月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月10日
【發(fā)明者】安雪巖, 盧偉, 閻小濤, 劉巧珍, 易航, 張學(xué)英, 鄭桂波, 張義超, 張宏德 申請(qǐng)人:北京宇航系統(tǒng)工程研究所, 中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院