[发明专利]基于短基线一发两收的超宽带雷达干涉二维定位跟踪方法

说明书

本公开提供了一种基于短基线一发两收的超宽带雷达干涉二维定位跟踪方法，包括：步骤S1，同时接收一发两收的超宽带雷达的两个接收天线A、B通道的回波数据；步骤S2，对A通道的回波数据进行处理，得到A通道的距离值R₁；步骤S3，对A、B两个通道进行干涉处理，求取目标到两个接收天线的距离差dR；步骤S4，根据A通道的距离R₁和两个通道的距离差dR进行二维坐标定位并进行卡尔曼滤波，得到稳定的轨迹。通过将干涉方法引入到超宽带雷达穿墙二维定位中，实现了高精度的二维定位，解决了传统一发两收短基线定位不准的问题，突破了短基线对超宽带穿墙雷达二维定位的限制。

技术领域

本公开涉及超宽带雷达定位领域，尤其涉及一种基于短基线一发两收的超宽带雷达干涉二维定位跟踪方法。

背景技术

超宽带雷达由于其优异的穿透性、超高的距离分辨率和定位精度被广泛用于应急救援、反恐斗争和城市巷战等场景中探测墙体等障碍物后的犯罪分子或人质具体位置和活动范围。

一发两收雷达是实现二维定位和跟踪的最简单的系统。但在实际应用中一发两收雷达受到严峻的挑战，诸如：雷达回波会受到很强的地面杂波和环境杂波等影响使有用回波数据被淹没，同时由于雷达收发机受到温度的影响不可避免的会出现时间基准的漂移等，以上诸多因素使得雷达测距存在较大的误差。对于较小的距离误差，经过平方运算将导致很大的二维定位误差，距离越大，对噪声越敏感。

为了实现高精度的二维定位，往往需要多个收发天线以较长的基线(通常1～2米)展开，或者使用分离的多个雷达从多个方位不同的视角进行联合探测定位，这使得二维定位雷达非常庞大和复杂，在实际应用中极为不便。

干涉合成孔径雷达(InSAR)，是新近发展起来的空间对地观测技术，它将传统的SAR技术和射电天文干涉技术相结合的产物。干涉SAR中是对两个幅图像进行共轭相乘提取干涉相位，进而得到距离差。INSAR是利用一发两收(或多发多收)天线，对同一目标区域观测得到两幅相干的SAR复图像，对两个复图相共轭相乘得到干涉图，通过干涉图的相位值可计算出电磁波的路程差，进而反演出地表的高程信息。

对于干涉SAR，由于其基线较长，工作频率高，地表起伏大，因此两个接收天线间有明显的相位差，甚至某些情况下有几个波长的相位差。而对于穿墙雷达其工作频率较低，而且基线短，两个接收天线接收到的信号几乎一致，相位差一般为几十到几千个波长分之一。同时，穿墙雷达发射信号一般为超宽带窄脉冲，对远距离回波数据弱，往往被噪声淹没，难以直接提取两个通道的目标回波的相位差。

现有的二维定位雷达技术存在如下技术缺陷：

高精度二维穿墙定位雷达系统庞大且操作不便；

现有的满足使用需求的一发两收二维定位雷达基线太长，通常都在一米到两米，使用不便且场景受限；

短基线一发两收二维定位跟踪雷达精度不能满足实际需求。

公开内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种基于短基线一发两收的超宽带雷达干涉二维定位跟踪方法，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本公开的一个方面，提供了一种基于短基线一发两收的超宽带雷达干涉二维定位跟踪方法，包括：步骤S1，同时接收一发两收的超宽带雷达的两个接收天线A、B通道的回波数据；步骤S2，对A通道的回波数据进行处理，得到A通道的距离值R₁；步骤S3，对A、B两个通道进行干涉求目标距离差，进行阈值滤波，并在检波之后进行卡尔曼跟踪滤波，获得距离差dR。其中，对两个通道接收的数据进行互相关，寻找两道波形的最佳匹配点，根据最佳匹配点与理论原点的差值计算目标距离差；步骤S4，根据A通道的距离R₁和两个通道的距离差dR进行二维坐标定位并进行卡尔曼滤波，得到稳定的轨迹。