[发明专利]一种基于GPS卫星信号的目标特征提取方法、装置及系统

说明书

本发明涉及一种基于GPS卫星信号的目标特征提取方法、装置及系统，属于雷达技术领域。包括：在相同的频域和时域上接收第一、第二、第三、第四信号，第一信号来自GPS卫星发射的电磁波，第二、第三、第四信号均来自GPS卫星发射至目标并反射的电磁波；对第一信号进行频域滤波，获得第一峰值角度向量、第一峰值频率向量、GPS电文信息向量、第一峰值位置信息向量及GPS卫星位置信息向量；对第二、三、四信号分别进行平滑滤波计算，获得第一、第二、第三目标场景信息重构矩阵；对第一、第二、第三目标场景信息重构矩阵进行平滑滤波、模糊化计算、阈值判决、速度计算，获得目标特征，包括其位置和速度。该方法填补了该领域的空白。

技术领域

本发明涉及一种目标特征提取方法，具体涉及一种基于GPS卫星信号进行目标特征提取的方法、装置及系统，属于雷达技术领域。

背景技术

目标特征提取技术在国防事业和民用需求方面展现了广泛的应用前景。在军事领域，地面运动目标成像系统能够进行战场态势评估，作战控制与指导等；在民用领域，该系统能够对交通进行管制，对环境进行监控等。

现有的相关目标特征提取系统及方法方面的专利如《一种基于小波多尺度分析的微动目标特征提取方法及系统》，《一种用于超宽带穿墙雷达中多人体目标检测的系统及方法》等系统均包含发射机和接收机，皆属于单基地主动式系统，由于发射机成本较高，因此整套系统造价昂贵。此外，主动式系统在实际操作中主动发射电磁波，因此极易被察觉，因此其系统隐蔽性，安全性较差。再者，上述现有技术方案的照射源均只有一个，因此观测角度较为单一，获取的信息量较为有限。综上，上述方案在实际运用中有一定的技术限制。

发明内容

鉴于此，本发明的目的是提供一种基于GPS卫星信号来进行目标特征提取的方法、装置及系统，其输出为观测目标的速度与位置信息。

为达到上述目的，本发明提供的技术方案是这样实现的：

一种基于GPS卫星信号的目标特征提取方法，其特征在于，包括：

信息接收模块在相同的频域和时域上接收第一、第二、第三、第四信号，所述第一信号来自GPS卫星发射的电磁波，所述第二、第三、第四信号均来自GPS 卫星发射至目标并反射的电磁波；

对所述第一信号进行频域滤波，获得第一峰值角度向量、第一峰值频率向量、 GPS电文信息向量、第一峰值位置信息向量及GPS卫星位置信息向量；

对所述第二、三、四信号分别进行平滑滤波计算，获得第一、第二、第三目标场景信息重构矩阵；

对所述第一、第二、第三目标场景信息重构矩阵进行平滑滤波、模糊化计算、阈值判决、速度计算，获得目标特征，包括其位置和速度。

进一步的，对所述第一信号进行频域滤波，获得第一峰值角度向量、第一峰值频率向量、GPS电文信息向量、第一峰值位置信息向量及GPS卫星位置信息向量，具体包括：对所述第一信号按照一个GPS信号码长为一个处理单元进行处理，将GPS根信号进行升采样，获得与所述第一信号相同的采样率的采样根信号，将第一信号与所述采样根信号进行解扩频处理，并计算第一峰值向量；对第一峰值向量进行角度提取处理，获得所述第一峰值角度向量，对所述第一峰值角度向量进行差分峰值检测，获得所述GPS电文信息向量、所述第一峰值频率向量及所述第一峰值位置信息向量；对所述GPS电文信息向量进行解码，获得 GPS卫星位置信息向量。

进一步的，所述GPS卫星信号选自三种不同频段中的一种，分别为L1频段，L2频段和L5频段，其中，L1频段的频点中心为1575.42MHz，带宽为25MHz； L2频段的频点中心为1227.60MHz，带宽为25MHz；L5频段的频点中心为 1176.45MHz，带宽为25MHz；优选情况是选自L2频段。