[发明专利]一种空气阻力下高速目标徒动补偿方法、装置和设备

说明书

本申请涉及一种空气阻力下高速目标徒动补偿方法、装置和计算机设备。所述方法包括：利用高速球形目标开始运动后无驱动力，仅受以空气阻力为主的外力作用的特性，结合动力学分析得出其运动距离‑时间方程为对数曲线的特性，根据运动方程确定脉冲压缩后的雷达回波数据基于LnRFT变换的表达式，通过对运动参数进行参数搜索，确定基于LnRFT变换的表达式的最大幅值及其对应的运动参数估计值，实现对脉冲调频体制雷达回波数据的跨距离单元及多普勒单元问题进行有针对性的徙动补偿。本发明有效提高了相参积累时长，提高相参积累增益，进而提高雷达接收信号信噪比，实现更高精度运动参数估计。

技术领域

本申请涉及雷达高速运动目标探测技术领域，特别是涉及一种基于对数Radon-Fourier(LnRFT)变换的空气阻力下高速目标徒动补偿方法、装置和计算机设备。

背景技术

微弱高速高机动目标的雷达探测是十分具有挑战性的项目。这类目标的主要特点包括：(1)雷达截面积较小，雷达回波弱、接收信噪比低，一类有效的方法是对回波信号进行相参积累以提高信噪比，进而提高雷达探测性能。(2)目标的高速复杂运动，使雷达探测期间的回波跨越多个距离单元和多普勒频移单元，加大了积累的难度，需要对这些跨处理单元的徙动进行精确补偿才能实现相参积累。

相参积累是提高雷达接收信号信噪比、实现高精度运动参数估计的有效方法。针对高速复杂运动目标，为实现相参积累所采取的运动补偿方法主要是将其近似为匀速(一阶运动)、匀加速(二阶运动)或匀变加速(三阶运动)等，再采用广义Radon-Fourier变换方法(GRFT)进行多参数搜索、或结合广义Keystone变换及广义去调频过程将高阶运动降至低阶运动，实现徙动补偿。但实际目标运动往往更加复杂，具有更高阶甚至无穷阶运动分量。将其近似为有限阶运动最终限制了相干积累时长，进而造成积累信噪比损失，不利于目标运动参数估计精度的提升。更有效的补偿方法是先分析具体目标的运动规律，再进行有针对性的补偿。

一类较为常见的运动目标为高速球形目标，开始运动后便无驱动力，仅受到以空气阻力为主的外力作用，其运动方程具有无穷阶分量，传统补偿方法无法精确补偿。因此，现有技术存在适应性不佳的问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够对具有无穷阶分量的高速运动目标实现精确徒步补偿的空气阻力下高速目标徒动补偿方法、装置、计算机设备和存储介质。

一种空气阻力下高速目标徒动补偿方法，所述方法包括：

获取待探测的运动目标脉冲压缩后的雷达回波数据；所述运动目标为空气中高速球形目标，飞行过程中无动力驱动；所述运动目标的运动方程为对数形式含参距离-时间曲线；

根据所述运动方程确定所述脉冲压缩后的雷达回波数据基于LnRFT变换的表达式；所述基于LnRFT变换的表达式中包含三个运动参数，分别为距离维、多普勒速度维和衰减系数维的自变量；

获取相参积累时长，进而确定三个运动参数的搜索步长和搜索范围；

根据所述搜索步长和所述搜索范围对三个运动参数进行参数搜索，确定所述基于LnRFT变换的表达式的最大幅值及其对应的运动参数估计值。

在其中一个实施例中，还包括：所述对数形式含参距离-时间曲线为：

其中，r₀为运动目标初始位置，v₀为运动目标初速度，α为衰减系数，ln(·)为自然对数函数。

在其中一个实施例中，还包括：获取待探测的运动目标脉冲压缩后的雷达回波数据；

将所述脉冲压缩后的雷达回波数据表示为：