進動目標結構參數(shù)提取方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及目標特征提取領域，尤其涉及一種進動目標結構參數(shù)提取方法。
【背景技術】
[0002] 彈道導彈中段相對于助推段和再入段具有飛行時間較長、空間環(huán)境相對簡單等特 點，是攻防對抗的重要階段。彈頭在中段的自旋、進動等運動形式構成了彈頭目標的微動特 性，可以作為彈頭類目標識別的重要特征。對于進動目標，其周期特性十分明顯，其RCS (Radar Cross Section，雷達散射截面)起伏周期與進動周期一致，而其進動周期可通過窄 帶RCS獲得，但是目標的進動角及結構信息無法通過目標RCS直接獲得。
[0003] 目前進動目標的特征提取方法主要是通過目標RCS或目標一維距離像獲得，且二 者主要是通過單雷達獲取的信息進行提取。前者通過對目標RCS進行多項式擬合，利用圓錐 的RCS估算公式作為目標的模板信息來提取進動參數(shù)，但是需要了解目標在各種姿態(tài)下的 RCS特性或彈頭類目標的形狀，并不適用于非合作目標，局限性較大;第二種方法是通過目 標一維距離像求取徑向長度或重構目標散射中心來提取進動特征，但是需要較長的觀測時 間且誤差較大。
[0004] 因此，亟需一種適用于非合作目標、不依賴于較長觀測時間且誤差較小的進動目 標結構參數(shù)提取方法以解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供了一種進動目標結構參數(shù)提取方法，利用多部雷達在短時間內(nèi)觀測到 的回波數(shù)據(jù)獲取目標徑向長度信息，通過曲線擬合得到目標徑向長度曲線，在此基礎上提 取目標長度及底面半徑。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明能夠以較小的誤差精確提取合作/非合作 目標的結構參數(shù)及進動角，同時大幅減小提取進動特征所需的觀測時間。
[0006] 本發(fā)明提供一種進動目標結構參數(shù)提取方法，包括:S1.通過第一雷達的目標一維 距離像獲取第一雷達目標徑向長度信息;通過第二雷達的目標一維距離像獲取第二雷達目 標徑向長度信息;S2.根據(jù)第一雷達目標徑向長度信息計算第一雷達目標徑向長度曲線;根 據(jù)第二雷達目標徑向長度信息計算第二雷達目標徑向長度曲線；S3 .利用第一雷達目標徑 向長度曲線、及第二雷達目標徑向長度曲線計算目標進動角、及第一雷達與第二雷達的進 動軸視線角差值;S4.基于目標進動角、進動軸視線角差值、第一雷達目標徑向長度曲線及 第二雷達目標徑向長度曲線計算目標長度及目標底面半徑;所述進動軸視線角為雷達視線 與目標進動軸的夾角。
[0007] 優(yōu)選地，步驟S3具體包括:S31.利用第一雷達目標徑向長度曲線、第二雷達目標徑 向長度曲線及公式1計算目標進動角；
[0008]
[0009] S32.利用弟一雷達目稱砼冋長度曲線、第二雷達目標徑向長度曲線、目標進動角 及公式2計算第一雷達與第二雷達的進動軸視線角差值；
[0010]
[0011] 其中，Θ為目標進動角;Xi為第一雷達在第一時間段!^內(nèi)，目標徑向長度的最大值與 最小值的和;Υι為第一雷達在第一時間段Τι內(nèi)，目標徑向長度的最大值與最小值的差;X2為 第二雷達在第二時間段T 2ft，目標徑向長度的最大值與最小值的和;γ2為第二雷達在第二時 間段Τ2?，目標徑向長度的最大值與最小值的差; Ql為第一雷達的進動軸視線角，且<^從〇° 至|J90°按照第一步進值設置為與αι對應的第二雷達的進動軸視線角；i>l、且ieN。
[0012] 優(yōu)選地，步驟S4具體包括:S41.基于目標進動角、進動軸視線角差值及公式3、公式 4計算對應于每個第一雷達進動軸視線角 〇1的目標樣本長度U及目標樣本底面半徑心；
[0016] S42.根據(jù)目標樣本長度U及目標樣本底面半徑&提取目標長度及目標底面半徑；
[0017] 其中，內(nèi)的N個時間點，Τ21···Τ2μ為T2內(nèi)的Μ個時間點;Μ>1，Ν>1，ΜΕΝ， NEN;Len(Tii)為與Τιι，··Τιν對應的目標徑向長度，Len(T2i)Τ2Μ)為與Τ2?··· T2M對應的目標徑向長度；ω為目標進動角速度；φΜ、φ?分別為第一雷達、第二雷達視角下 的目標進動初相角；Tir·· tin為與Tir·· Tin對應的第一雷達視線角，Τ2?···Τ2Μ為與Τ2?···Τ2Μ對應 的第二雷達視線角;且
[0018]
[0019] 優(yōu)選地，步驟S42具體包括:S421.根據(jù)公式5計算每一組目標樣本長度心及目標樣 本底面半徑U的誤差值e(ai);
[0020]
[0021 ] S422.比較所有誤差值的大小，并提取最小的誤差值對應的目標樣本長度作為目 標長度，提取最小的誤差值對應的目標樣本底面半徑作為目標底面半徑。
[0022] 優(yōu)選地，步驟S2具體包括:S21.根據(jù)第一雷達目標徑向長度信息，確定第一雷達目 標徑向長度曲線的參數(shù)1η、112、φι的取值范圍;根據(jù)第二雷達目標徑向長度信息，確定第二 雷達目標徑向長度曲線的參數(shù)1、1 22、的取值范圍；S22.基于1 η、112、(pi的取值范圍及精 度要求，設置分別與lll、ll2、φ?.對應的取值間隔，對lll、ll2、φ?進行1?散取值，生成lll、ll2、 講參數(shù)數(shù)組;并基于1 21、122、恥的取值范圍及精度要求，設置分別與121、122、奶對應的取值 間隔，對ι 21、ι22、φ2進行離散取值，生成121、122、奶參數(shù)數(shù)組;S23.利用第一雷達獲取的目標 徑向長度信息、及公式6檢驗1η、1 12、φι參數(shù)數(shù)組;根據(jù)檢測結果確定第一雷達目標徑向長 度曲線的參數(shù);并利用第二雷達獲取的目標徑向長度信息、及公式7檢驗ι 21、ι22、φ2參數(shù)數(shù) 組;根據(jù)檢測結果確定第二雷達目標徑向長度曲線的參數(shù)；
[0023]
[0024]
[0025] 所述第一雷達獲取的目標徑向長度信息包括時間點?η···?1Ρ及與該時間點對應的 目標徑向長度Len(tn)-_L en(t1P);所述第二雷達獲取的目標徑向長度信息包括時間點 t2r"t2Q及與該時間點對應的目標徑向長度Len(t21)…Len(t 2Q);P>l，Q>l，PEN，QeN。
[0026] 優(yōu)選地，步驟S23具體包括:S231.選取1 n、112、ψι參數(shù)數(shù)組中任一數(shù)組，將tn···t1P 及該任一數(shù)組代入公式6,得到P個運算結果;分別計算P個運算結果與Len(tn)…Len(t1P) 的差值，得到111、ll2、'Φ. 1參數(shù)數(shù)組中該任一數(shù)組的P個差值;并選取I21、I22、參數(shù)數(shù)組中任 一數(shù)組，將t2r"t 2Q及該任一數(shù)組代入公式7,得到Q個運算結果；分別計算Q個運算結果與 Len( t2i)…Len( t2Q)的差值，得到hi、122、_Ψ2:參數(shù)數(shù)組中該任一數(shù)組的Q個差值；
[0027] S232.比較1η、112、φι參數(shù)數(shù)組中任一數(shù)組的Ρ個差值與第一閾值的大小，統(tǒng)計Ρ個 差值中小于第一閾值的差值數(shù)量，并將該差值數(shù)量作為1η、1 12、φι參數(shù)數(shù)組中該任一數(shù)組 的合格數(shù);并比較121、122、奶參數(shù)數(shù)組中任一數(shù)組的Q個差值與第二閾值的大小，統(tǒng)計Q個差 值中小于第二閾值的差值數(shù)量，并將該差值數(shù)量作為1 21、122、φ2參數(shù)數(shù)組中該任一數(shù)組的 合格數(shù)；
[0028] S233.選取In 數(shù)數(shù)組中合格數(shù)最大的數(shù)組，將該數(shù)組的參數(shù)作為第一雷 達目標徑向長度曲線的參數(shù);并選取121、122、奶參數(shù)數(shù)組中合格數(shù)最大的數(shù)組，將該數(shù)組的 參數(shù)作為第二雷達目標徑向長度曲線的參數(shù);所述第一閾值根據(jù)第一雷達精度要求設置； 所述第二閾值根據(jù)第二雷達精度要求設置。
[0029] 優(yōu)選地，步驟S1具體為:通過第一雷達的目標一維距離像，利用最優(yōu)路徑法獲取第 一雷達目標徑向長度信息;通過第二雷達的目標一維距離像，利用最優(yōu)路徑法獲取第二雷 達目標徑向長度信息。
[0030] 優(yōu)選地，在步驟S1之前，所述方法還包括:S0.從U部雷達中任取兩部合為一組，形 成V組雷達;根據(jù)所述V組雷達中任一組中的兩部雷達提取目標長度b及目標底面半徑心;在 步驟S4之后，所述方法還包括:S5.根據(jù)目標長度b及目標底面半徑&計算最佳目標長度及 最佳目標底面半徑;其中，U>2,且UEN; j < V，且j e N。
[0031] 優(yōu)選地，步驟S5具體為:根據(jù)公式8計算Lj的平均值L#，將Lj的平均值1^#作為最佳目 標長度;根據(jù)公式9計算心的平均值浐，將&的平均值妒作為最佳目標底面半徑；
[0032]
[0033] y
[0034] 優(yōu)選地，步驟S5具體為:根據(jù)公式10計算Lj的加權平均值ΙΛ將Lj的加權平均值C 作為最佳目標長度;根據(jù)公式11計算心的加權平均值R'將心的加權平均值浐作為最佳目標 底面半猝.
[0035
[0036
[0037] 其中，Wj為V組雷達中第j組雷達的權值，Wj由第j組中兩部雷達中的每一雷達的性 能參數(shù)確定。
[0038] 根據(jù)本發(fā)明提供的進動目標結構參數(shù)提取方法，能夠以較小的誤差精確提取合 作/非合作目標的結構參數(shù)及