[发明专利]基于地形参数表的周期性合成导向矢量最大似然算法

摘要

本发明提供一种基于地形参数表的周期性合成导向矢量最大似然算法，并将其应用在数字阵列雷达低仰角测高；其中，阵列回波信号由直达波和多径反射波组成，引入多径因子的概念，建立与回波信号对应的合成导向矢量，然后将合成导向矢量应用于最大似然算法当中，形成合成导向矢量最大似然算法，利用合成导向矢量多径因子的周期性，确定地形搜索范围，对地形搜索范围内的每一个角度建立起对应的地形参数，形成地形参数表，在后续的合成导向矢量最大似然算法的测高处理中直接调入已经建立好的地形参数表进行实时误差补偿，具有良好的精度和稳健性。

主权项

一种基于地形参数表的周期性合成导向矢量最大似然算法，其特征在于，包含以下步骤：步骤1：数字阵列雷达回波由直达波和多径反射波组成，引入多径因子r_c，建立与雷达回波相对应的合成导向矢量a_sum(θ_d,θ_s)：r_c＝ρ·exp(j2πΔR/λ)a_sum(θ_d,θ_s)＝a(θ_d)+r_c*a(θ_s)其中，ρ为地面反射系数，ΔR为直达波和多径反射波的波程差，θ_d为直达波的入射角，θ_s为多径反射波的入射角，λ为雷达波长；步骤2：根据二次雷达提供的目标距离和高度先验信息，由地球曲面模型计算出目标仰角Φ，对于目标仰角Φ的所有元素执行本步骤描述的以下处理：对目标仰角Φ所有元素中的任意一元素φ_i，由合成导向矢量多径因子的周期性导出此点迹所对应的地形搜索周期H_r：H_r＝λ/2sinφ_i步骤3：设定一个地面落差的搜索区域H_s，将搜索区域H_s划分为K个元素：h_rl＝‑H_r/2h_ru＝H_r/2H_s＝[h_rl h_rl+Δh h_rl+2Δh … h_ru‑Δh]其中，h_rl，h_ru为H_r的上下边界，Δh为搜索步进；步骤4：对h_rk∈H_s和给定的仰角搜索范围Φ，由空间谱搜索得到对应于参数h_rk的仰角估计值a_sum(φ,h_r)＝a_d(φ,h_r)+ρexp(‑j2πΔR/λ)a_s(φ,h_r)P_asum(φ,h_r)＝a_sum(φ,h_r)(a_sum(φ,h_r)^Ha_sum(φ,h_r))a_sum(φ,h_r)^H${\widehat{\mathrm{\φ}}}_{dk}=\underset{h_r=h_{rk},\mathrm{\φ}\∈\mathrm{\Φ}}{\mathrm{argmax}}\left(tr\right(P_{a_{sum}}\left(\mathrm{\φ},h_r\right){\hat{R}}_x\left)\right)$其中，a_d(φ,h_r)为直达波导向矢量，a_s(φ,h_r)为反射波导向矢量，a_sum(φ,h_r)为合成导向矢量，为合成导向矢量的投影算子，为目标回波的自相关矩阵；步骤5：对h_rk得到当前点迹的测角绝对误差对所有h_rk(k＝1,2,…,K)均作本步骤的上述处理，获得当前点迹在不同地形搜索范围H_s下测角绝对误差向量e(t)＝[e₁(t) e₂(t) … e_K(t)]，并得到对应于仰角φ_i的地形参数h_r(φ_i)：$h_r\left({\mathrm{\φ}}_i\right)=\underset{h_{rk}\∈H_r}{\mathrm{argmin}}e\left(t\right)$步骤6：对此方位的航线上所有点迹均作步骤5的寻优处理，得到整个航线上的仰角Φ一一对应的地形参数值H_r(Φ)，对所得到的地形参数值H_r(Φ)作平滑处理，得到平滑后地形参数值H_r^smh(Φ)，对平滑后地形参数值H_r^smh(Φ)进行数据拟合，建立地形参数表H_r^opt(Φ)。