雙基地高頻地波雷達(dá)飛行目標(biāo)高度估計(jì)研究.pdf

1、高頻地波雷達(dá)(HFSWR)能夠超視距探測海上艦船和飛機(jī)目標(biāo)，對于我國海防和海上交通管制現(xiàn)代化建設(shè)具有重要意義。由于 HFSWR構(gòu)成仰角窄波束困難，不能直接提供飛行目標(biāo)高度信息，因而無法判別飛行目標(biāo)的高度屬性，即無法判別目標(biāo)的視距/超視距屬性。針對單基地HFSWR目標(biāo)飛行高度估計(jì)精度低、不穩(wěn)定、可信度差的問題，本研究提出雙基地 HFSWR飛行目標(biāo)高度估計(jì)新方法，重點(diǎn)研究飛行目標(biāo)高度屬性判別和高度估計(jì)算法，推動(dòng)本成果在飛行目標(biāo)類型識別和目標(biāo)

2、威脅度估計(jì)等領(lǐng)域的應(yīng)用。本文主要研究內(nèi)容如下：
　　1.首先理論分析垂直極化電磁波傳播衰減基本原理?；?Rotheram傳播衰減模型，重點(diǎn)研究垂直極化電磁波在低空區(qū)域和高空區(qū)域上的傳播衰減特征。目標(biāo)信號回波強(qiáng)度是與低空飛行目標(biāo)高度估計(jì)有關(guān)的重要信息，目標(biāo)RCS作為影響目標(biāo)飛行高度估計(jì)精度的重要參量，本文還對高頻地波雷達(dá)飛行目標(biāo)RCS隨姿態(tài)角的變化特征進(jìn)行研究。
　　2.雙基地高頻地波雷達(dá)低空飛行目標(biāo)高度估計(jì)研究。傳統(tǒng)低空飛

3、行目標(biāo)高度估計(jì)模型在高度上是不完全可觀測的，導(dǎo)致高度估計(jì)存在多解問題。本研究將感興趣的高度區(qū)間劃分為多個(gè)高度子區(qū)間，每個(gè)高度子區(qū)間上構(gòu)建一個(gè)不存在多解問題的濾波模型，最后通過加權(quán)求和得到高度估計(jì)結(jié)果。針對目標(biāo)RCS起伏問題，本研究利用AR模型對目標(biāo)RCS起伏分量建模，減小目標(biāo)RCS起伏對高度估計(jì)的影響。
　　3.基于斜距、方位和信號回波強(qiáng)度信息的高空飛行目標(biāo)高度估計(jì)研究。目標(biāo)在高空飛行狀態(tài)下一般飛行高度較高，電波傳播衰減在高度方向

4、上變化很小。因而信號回波強(qiáng)度不能應(yīng)用于目標(biāo)飛行高度估計(jì)。因此，本研究利用T/R站和R站接收到的目標(biāo)斜距、方位和信號回波強(qiáng)度構(gòu)建高空飛行目標(biāo)高度組合估計(jì)算法。在該高度估計(jì)算法中，利用目標(biāo)斜距和方位信息估計(jì)目標(biāo)飛行高度，利用信號回波強(qiáng)度信息估計(jì)目標(biāo)RCS。
　　4.飛行目標(biāo)高度屬性判別與高度估計(jì)研究。本研究目的是在判別目標(biāo)視距/超視距屬性的同時(shí)，并估計(jì)目標(biāo)飛行高度信息。目前的飛行目標(biāo)高度估計(jì)方法只能適用于高空或低空飛行目標(biāo)，而且假定目

5、標(biāo)的視距/超視距屬性是已知的。但是在真實(shí)場景下，目標(biāo)高度屬性信息是未知的。因此，本研究利用目標(biāo)高度屬性判別與高度估計(jì)相互依賴、相互影響的特點(diǎn)，提出一種目標(biāo)高度屬性判別與高度估計(jì)算法。該算法估計(jì)出目標(biāo)具體飛行高度信息，并根據(jù)目標(biāo)高度信息和距離信息判別目標(biāo)的視距/超視距屬性。
　　5.高頻地波雷達(dá)飛行目標(biāo)高度屬性判別算法。在工程應(yīng)用中，最為關(guān)心的是希望能夠直接、快速判別目標(biāo)的高度屬性信息(視距/超視距屬性信息)，這遠(yuǎn)比估計(jì)目標(biāo)的具體飛