[发明专利]非规则轨迹水中运动目标前向声散射多普勒频移计算方法

权利要求书

1.非规则轨迹水中运动目标前向声散射多普勒频移计算方法，其特征在于，包括：

(1)将发射端、目标轨迹和接收端的地球经纬度坐标转换为直角坐标，并依次标记为(x_S,y_S)、(x_T,y_T)和(x_R,y_R)；

(2)将目标轨迹坐标序列记为(x_T(t_i),y_T(t_i)),i＝1,2,…,N，计算所有时段内的平均航速目标在任意两个相邻时刻t_i和t_i+1之间的运动速度可直接求得：

对所有时段内的航速求算术平均，得

将该平均速度作为计算目标前向声散射多普勒频移时的目标运动速度；

(3)对目标轨迹进行平滑处理，获得虚拟直线轨迹，分别计算目标和接收端到其虚拟直线轨迹与基线交点的水平距离、虚拟直线轨迹与基线的夹角；

所述平滑处理的方法为：采用长度为l_w点的时间窗并以步长t_w点依次截取目标轨迹坐标序列，将每个窗口内轨迹坐标的算术平均值作为该时段内目标的等效轨迹坐标，平滑后的目标轨迹坐标为：

目标和接收端到其虚拟直线轨迹与基线交点的水平距离的计算方法为：

在任意t_i时刻，目标到其虚拟直线轨迹与基线交点的水平距离为：

目标虚拟直线轨迹与基线的交点到接收端的水平距离为：

目标当前位置到接收端的水平距离为：

虚拟直线轨迹与基线的夹角的计算方法为：应用余弦定理，得到t_i时刻目标虚拟直线轨迹与基线的夹角：

(4)利用步骤(2)和(3)计算得到的参数，计算各时刻目标的前向声散射多普勒频移：

在t_i时刻，将计算得到的参数：d_TC(t_i)、d_TR(t_i)、α(t_i)及信号中心频率f_c、环境声速c，一并代入线性轨迹的前向声散射多普勒频移参数公式：

其中，d_SR表示基线长度；

遍历平滑后的所有目标轨迹点，获得多普勒频移关于目标运动时间的变化曲线。