CN112098987B - 一种提升目标速度估计精度的方法、装置和可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提升目标速度估计精度的方法、装置和可读存储介质，该方法包括：步骤一，给出目标粗速度Vd；步骤二，计算视在多普勒速度Vv；步骤三，计算模糊后的速度Vv2，其中，若Vv小于Vd，则Vv2＝Vv+Vprf，并校验Vv2＞Vd是否成立，若不成立，则将Vv2赋值给Vv，重新计算校验Vv2；若Vv大于Vd，则Vv2＝Vv‑Vprf，并校验Vv2＜Vd是否成立，若不成立，则将Vv2赋值给Vv，重新计算校验Vv2；步骤四，判定精确的目标速度，其中，若Vdis1＞Vdis2则Vv2为精确的目标速度，否则Vv为精确的目标速度。本发明采用搜索的方式将两种速度估计方法结合，提升了速度估计精度。

Description

一种提升目标速度估计精度的方法、装置和可读存储介质
技术领域
本发明涉及雷达步进频合成宽带中的信号处理技术，尤其涉及一种提升目标速度估计精度的方法、计算机测速装置和计算机可读存储介质。
背景技术
随着雷达技术的快速发展，警戒雷达提供的情报信息更加多样，不仅提供距离、方位信息，还可以提供俯仰角、速度、目标散射特性(如距离像和RCS)、干扰信息等。
步进频技术是合成目标一维距离像的一种方法，而目标的速度补偿是步进频合成一维距离像质量高低的一个重要因素。
目前目标的速度估计主要包括主要分为***附加测速手段、改变发射信号形式自测速、利用距离变化率测速等几种方法，***附加测速算法相对复杂，改变发射信号形式方法需要雷达整机***配合设计，距离变化率方法精度稍差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提升目标速度估计精度的方法，解决了工程上步进频合成宽带速度补偿的速度估计问题。
为此，本发明提供了一种提升目标速度估计精度的方法，包括以下步骤：步骤一，给出目标粗速度Vd；步骤二，通过雷达回波信号，计算视在多普勒速度Vv，其中，Vv＝num/N*Vprf，num为Vprf为脉冲重复周期对应的模糊速度，num为最大峰值所在频道号，编号为0至N-1，N为离散傅里叶变换的点数；步骤三，计算模糊后的速度Vv2，其中，若Vv小于Vd，则Vv2＝Vv+Vprf，并校验Vv2＞Vd是否成立，若不成立，则将Vv2赋值给Vv，重新计算Vv2,直到通过校验；若Vv大于Vd，则Vv2＝Vv-Vprf，并校验Vv2＜Vd是否成立，若不成立，则将Vv2赋值给Vv，重新计算Vv2,直到通过校验；步骤四，判定精确的目标速度，其中，若Vdis1＞Vdis2则Vv2为精确的目标速度，若Vdis1＜Vdis2则Vv为精确的目标速度，其中，Vdis1＝abs(Vv2-Vd)，Vdis2＝abs(Vd-Vv)。
本发明还提供了一种计算机装置，包括处理器和存储器，所述存储器上存储有目标速度估计程序，所述处理器在执行目标速度估计程序时实现根据上面所描述的提升目标速度估计精度的方法的步骤。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，存储有目标速度估计程序，其中，该目标速度估计程序在被处理器执行时实现上面所描述的提升目标速度估计精度的方法的步骤。
本发明主要应用在雷达装备目标测速或者雷达装备频率步进合成宽带的速度补偿运算中，具备应用简单、不增加雷达***复杂度的特点，适用于雷达精确测速。
本发明具有以下技术优势/效果：
(1)在雷达***资源限制的条件下，融合距离变化率方法速度估计和多普勒速度估计两种方法，在提升了距离变化率速度估计精度的同时不增加雷达***设计的复杂度，且解决了多普勒速度估计速度模糊的问题。
(2)采用搜索的方式将两种速度估计方法(距离变化率速度估计和目标多普勒速度估计方法)结合，提升速度估计精度。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明的提升目标速度估计精度方法的流程图。
图2是根据本发明一实施例的提升目标速度估计精度工作流程图。
图3是在步进频合成宽带处理中速度估计无误差时的合成宽带距离像。
图4是在步进频合成宽带处理中应用本方法估计速度时的合成宽带距离像。
图5是应用数据处理通过距离变化率方法给出的估计速度时的合成宽带距离像。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本发明属于雷达步进频合成宽带中的信号处理的核心问题之一，旨在提升步进频合成宽带所呈目标距离像的质量。主要功能为估计目标速度，用于步进频合成宽带速度补偿。
本发明通过距离变化率方法得到目标粗速度，再通过目标的多普勒估计得到目标的模糊速度，通过模糊速度的搜索比对实现对目标粗速度的修正，得到目标的精速度用于步进频合成宽带的速度补偿。
如图1所示，本发明的提升目标速度估计精度的方法也可称为目标速度的精确估计方法，包括以下步骤：
S10，给出目标粗速度Vd；
S20，通过雷达回波信号，计算视在多普勒速度Vv，其中，Vv＝num/N*Vprf，num为Vprf为脉冲重复周期对应的模糊速度，num为最大峰值所在频道号，编号为0至N-1，N为离散傅里叶变换的点数；
S30，计算模糊后的速度Vv2，其中，若Vv小于Vd，则Vv2＝Vv+Vprf，并校验Vv2＞Vd是否成立，若不成立，则将Vv2赋值给Vv，重新计算Vv2,直到通过校验；若Vv大于Vd，则Vv2＝Vv-Vprf，并校验Vv2＜Vd是否成立，若不成立，则将Vv2赋值给Vv，重新计算Vv2,直到通过校验；
S40，判定精确的目标速度，其中，若Vdis1＞Vdis2则Vv2为精确的目标速度，若Vdis1＜Vdis2则Vv为精确的目标速度，其中，Vdis1＝abs(Vv2-Vd)，Vdis2＝abs(Vd-Vv)。
如图2所示，根据本发明一实施例的提升目标速度估计精度的方法，其执行流程如下：
S1：通过目标的距离变化率，给出目标的速度估计Vd。
S2：原始输入IQ信号(雷达回波信号，以复数形式表现)，通过同频点脉冲数据，脉间DFT(离散傅里叶变换)并求取模值。
S3：搜索出最大峰值所在频道号num(编号为0至N-1，N为DFT点数)，计算出视在多普勒速度Vv。
其中，Vv＝num/N*Vprf，Vprf为脉冲重复周期对应的模糊速度。
S4：比较Vv与目标粗速度Vd大小，若Vv小于Vd，则跳转到S5，否则跳转到S7。
S5：计算模糊后的速度Vv2，Vv2＝Vv+Vprf，并判断Vv2是否大于Vd，若是则跳到S9，否则跳到S6。
S6：计算Vv2赋值给Vv，并跳到S5。
S7：计算模糊后的速度Vv2，Vv2＝Vv-Vprf，并判断Vv2是否小于Vd，若是则跳到S9，否则跳到S8。
S8：计算Vv2赋值给Vv，并跳到S7。
S9：计算Vd分别与模糊速度Vv和Vv2差值的绝对值，即Vdis1＝abs(Vv2-Vd)，Vdis2＝abs(Vd-Vv)，并判断Vdis1是否大于Vdis2，若是则跳到S10，否则跳到S11。
S10：Vv2记为精确的目标速度，并作为步进频合成宽带补偿速度值送给步进频合成宽带处理，跳至S12。
S11：Vv记为精确的目标速度，并作为步进频合成宽带补偿速度值送给步进频合成宽带处理，跳至S12。
S12：运用送来的精确的目标速度值进行步进频合成宽带速度补偿。
应用实例
设定雷达工作于1GHz的载频频率，目标速度的精确值为300m/s，数据处理通过目标的距离变化率，给出目标的速度估计Vd为360m/s，脉冲重复频率1250Hz，对应的Vprf为187.5m/s，同频点的脉冲个数为9，即做9点的DFT进行视在速度估计，经过本方法运算后，目标的速度修正为292m/s，比360m/s的目标速度估计更接近于目标的真实速度。
下面对速度估计精度提升对步进频合成效果的提升情况进行说明。
在步进频合成宽带处理时，速度估计无误差时合成宽带距离像如图3所示。在步进频合成宽带处理时，应用本发明的速度估计方法估计的速度进行合成宽带距离像如图4所示。应用数据处理通过距离变化率方法给出的估计速度进行合成宽带距离像如图5所示。
通过对比可知，通过本方法能够提升目标的速度估计精度，在合成宽带进行速度补偿合成目标的一维距离像时能够提升目标散射点分辨能力。
本发明还提供了一种计算机装置(测速装置)，包括处理器和存储器，所述存储器上存储有目标速度估计程序，所述处理器在执行目标速度估计程序时实现根据上面所描述的提升目标速度估计精度的方法的步骤。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，存储有目标速度估计程序，其中，该目标速度估计程序在被处理器执行时实现上面所描述的提升目标速度估计精度的方法的步骤。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种提升目标速度估计精度的方法，用于步进频合成宽带速度补偿，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，通过目标的距离变化率，给出目标粗速度Vd；
步骤二，通过雷达回波信号，计算视在多普勒速度Vv，其中，Vv＝num/N*Vprf，Vprf为脉冲重复周期对应的模糊速度，num为最大峰值所在频道号，编号为0至N-1，N为离散傅里叶变换的点数；
步骤三，计算模糊后的速度Vv2，其中，若Vv小于Vd，则Vv2＝Vv+Vprf，并校验Vv2＞Vd是否成立，若不成立，则将Vv2赋值给Vv，重新计算Vv2,直到通过校验；若Vv大于Vd，则Vv2＝Vv-Vprf，并校验Vv2＜Vd是否成立，若不成立，则将Vv2赋值给Vv，重新计算Vv2，直到通过校验；
步骤四，判定精确的目标速度，其中，若Vdis1＞Vdis2则Vv2为精确的目标速度，若Vdis1＜Vdis2则Vv为精确的目标速度，其中，Vdis1＝abs(Vv2-Vd)，Vdis2＝abs(Vd-Vv)。
2.一种计算机装置，包括处理器和存储器，其特征在于，所述存储器上存储有目标速度估计程序，所述处理器在执行目标速度估计程序时实现根据权利要求1所述的提升目标速度估计精度的方法的步骤。
3.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有目标速度估计程序，其中，该目标速度估计程序在被处理器执行时实现根据权利要求1所述的提升目标速度估计精度的方法的步骤。
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