[发明专利]基于带宽合成的分布式高频地波雷达目标定位和测速方法

权利要求书

1.基于带宽合成的分布式高频地波雷达目标定位和测速方法，其特征在于，所述方法包括如下模型和步骤：

算法模型：

分布式高频地波雷达系统中，每个雷达基站都采用全向天线，各基站只可通过时延信息和匹配搜索的方法来对目标直接定位；每个雷达基站发射信号所在的频带互不重叠，没有干扰；系统不同于简单联合常规单站发射单站接收的模式，而是每个雷达基站不仅接收自己的回波信号，还接收其他基站发射信号经目标散射后的回波信号；通过对接收回波信号的时域叠加，采用最大似然估计方法，提升了对目标的距离和速度分辨能力；

所述算法模型具体如下：

在分布式高频地波雷达系统中，本算法假设每个雷达基站都采用全向天线，各基站无法获得方位角和俯仰角，只可通过时延信息和匹配搜索的方法来对目标直接定位；假设整个系统有L个雷达基站，其中有L′(2≤L′≤L)个基站发射信号，每个雷达基站发射一个已知信号s_l(t),l∈[1,L′]，且每个雷达基站发射信号所在的频带互不重叠，没有干扰；每个雷达基站不仅接收自己的回波信号，还接收其他基站发射信号经目标散射后的回波信号；则第d(d∈[1,L])个雷达基站收到的经由Q个目标反射的信号表示为经典窄带形式：

其中，f_l是第l个发射基站的载波频率；由此算出由第l个发射基站发射经第q个目标反射后到达第d个雷达基站的信号时延为：

其中，p_l为第l个发射基站的位置坐标，p_q为第q个目标的位置坐标，p_d为第d个雷达基站的位置坐标；多普勒频率偏移为：

其中，v_q为第q个目标的速度矢量；在分布式高频地波雷达背景下，与光速相较而言，所有目标的运动均可视为慢速运动，所以认为目标的运动速度对时延信号s_l(t-τ_l,d(p_q))没有影响；

系数ρ_l,q,d为表征传播影响的未知确定性复增益，n_d(t)为方差为的加性噪声，假设噪声功率已知可由各雷达基站估算出，系统假设所有雷达基站发射的信号波形均相同，定位问题变成获得L个雷达基站的L′*N个快拍数据后，估计Q个待测目标的位置和矢量速度，N是各基站回波信号的时域采样点数；

算法步骤：

步骤一：对分布式高频地波雷达各基站的回波信号进行分析处理，得到各个雷达基站的时域叠加回波信号；

步骤二：对分布式高频地波雷达各基站的回波信号采用最大似然估计方法，将目标的位置估计和速度测量问题转变为求解代价函数的最小值问题；

步骤三：分布式高频地波雷达各基站的噪声为空时高斯白噪声时，求出代价函数的最大似然估计量J_DTL(p,v)，从而得到目标的位置估计值和速度测量值。

2.根据权利要求1所述的基于带宽合成的分布式高频地波雷达目标定位和测速方法，其特征在于，所述步骤一的具体步骤如下：

对分布式高频地波雷达各基站的回波信号进行分析处理，假设整个搜索空间中只存在一个目标，得到第d(d∈[1,L])个雷达基站的时域叠加回波信号：

其中，t_n＝nT_s。