[发明专利]基于北斗卫星辐射源的海面运动目标检测与定位方法

说明书

本发明公开一种基于北斗卫星辐射源的海面运动目标检测与定位方法，应用于雷达运动目标检测领域，针对现有技术存在的以北斗卫星作为外辐射源目标回波信噪比低的问题；本发明首先对接收到的来自不同北斗卫星的目标回波均采用对称Keystone变换，得到距离徙动校正结果；然后对各距离徙动校正后的回波信号采用分帧处理和去斜‑FFT，得到各回波信号的积累结果；其次将各回波的积累结果根据差分双基距离反向投影到本地坐标系，得到多个回波的积累结果，实现了多颗北斗卫星为辐射源时，不同北斗卫星得到的目标回波信号能量的有效积累；最后根据步骤S3的多个回波的积累结果，对目标进行检测与定位。

技术领域

本发明属于雷达运动目标检测领域，特别涉及一种基于卫星辐射源的被动雷达运动目标检测与定位技术。

背景技术

被动雷达是一种特殊的双(多)基地无源雷达系统。与传统的雷达不同，被动雷达本身不发射电磁信号，而是利用目标辐射的电磁波来进行目标探测。由于被动雷达本身不发射电磁波，故其具有强隐蔽性；同时，可以减小体积，降低成本。近年来，随着被动雷达照射源的信号种类及数量的增加，被动雷达的研究也日益增加。

现有的被动雷达大部分是以地面信号作为信号源，但由于其只能覆盖陆地区域，而不能完全覆盖海洋区域，并不适用于海面大范围监测。针对此问题，可以选择北斗卫星信号作为辐射源。北斗卫星信号作为辐射源，有着其他空间电磁信号无法比拟的优点：⑴卫星信号可覆盖海面；⑵抗干扰性强；⑶卫星信号特征已知，便于目标检测；⑷北斗卫星是我国自主研发的，使用北斗卫星信号安全性强。因此利用北斗卫星信号对海面进行监测是一个可行的发展方向。

由于北斗卫星发射信号的功率较低，且距离地面极远，使得北斗卫星信号到达地球表面时功率密度低，从而使接收到的海面运动目标回波信号信噪比极低，为海面运动目标的检测带来困难。

为了提高海面运动目标回波信号的信噪比，文献“Multi-frame fractionalFourier transform technique for moving target detection with space-basedpassive radar.Iet Radar SonarNavigation,2017,11(5):822-828.”提出了一种长观测时间下对目标回波信号进行能量积累的方法，该方法先对距离压缩后的回波信号进行一阶Keystone变换，实现了距离徙动校正；然后将距离徙动校正后的数据分为多帧，对每一帧数据采用FrFT，实现对运动目标能量的相干积累；最后多帧数据间进行频率对准和非相干积累，使信号能量高度积累到多普勒质心-多普勒调频率(DC-DFR)域。但是此方法采用的一阶Keystone变换只能消除一阶距离走动，而二阶距离弯曲仍存在，无法精确实现距离徙动校正。同时，此方法还存在着计算量大，过程繁琐的缺点。此外，此方法仅研究了单颗卫星作为辐射源的情况，无法实现海面运动目标的定位。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种基于北斗卫星辐射源的被动雷达海面运动目标检测与定位方法，能有效地实现以多颗北斗卫星为辐射源的海面运动目标的检测和定位。

本发明采用的技术方案为：一种基于北斗卫星辐射源的被动雷达海面运动目标检测与定位方法，包括：

S1、对接收到的来自不同北斗卫星的目标回波均采用对称Keystone变换，得到距离徙动校正结果；

S2、对各距离徙动校正后的回波信号采用分帧处理和去斜-FFT，得到各回波信号的积累结果；

S3、将各回波的积累结果根据差分双基距离反向投影到本地坐标系，并在本地坐标系下对各回波的积累结果进行非相干积累；

S4、根据步骤S3的多个回波的非相干积累结果，对目标进行检测与定位。

进一步地，步骤S1包括：