高頻地波雷達飛行目標高度估計的研究.pdf

1、高頻地波雷達（包括單基地和雙基地）是唯一能檢測海面上百公里目標的長距岸基雷達系統(tǒng)，它利用高頻垂直極化電磁波在鹽水中具有低衰減的傳播特性，對低空飛行目標進行超視距實時探測。但是垂直方向無法得到窄波束使得高頻地波雷達只具有二維觀測能力，無法直接獲取高度信息?；诖吮尘?，本文通過深入的理論分析，研究單/雙基地高頻地波雷達高度估計關鍵技術，獲取飛行目標的高度信息，構建高頻地波雷達飛行目標三維信息場，提高高頻地波雷達的監(jiān)視和預警能力，拓展高頻雷達

2、的應用范圍。本文主要研究內容如下：
　　本文首先研究了高頻地波雷達的基本原理及飛行目標高度估計的算法。對目標回波強度、傳播衰減模型以及目標特性等做了簡單分析，重點對單基地高頻地波雷達中采用的擴展卡爾曼濾波這一非線性濾波算法作了詳細介紹。同時，研究雙基地高頻地波雷達的基本原理，提出高度估計的方法。
　　其次，針對單基地高頻地波雷達的飛行目標高度估計，本文采用基于擴展卡爾曼濾波器的方法，通過仿真表明該算法能夠有效估計飛行目標的高

3、度。針對目標RCS的起伏特性，引入自回歸模型對目標RCS進行實時估計，仿真數(shù)據(jù)表明該方法對目標狀態(tài)的精確描述能夠提高高度估計精度。針對部分等高飛行目標，提出一種新的單基地高頻地波雷達目標高度估計方法，利用目標任意一段飛行狀態(tài)信息對目標航向速度和高度進行估計，并論證了該方法計算簡單且精度較高。
　　最后，針對雙基地高頻地波雷達的飛行目標高度估計，由于測量數(shù)據(jù)的冗余性，本文利用不同的測量子集對飛行目標高度信息進行估計。首先通過單一測量

4、子集對飛行目標高度進行估計，分析不同測量下的定位精度（GDOP）。其次，為了充分利用冗余信息，提高目標高度估計精度，本文采用加權最小二乘法對雷達獲得的四個測量值中的任意三個進行組合目標估計高度。為了簡化計算量，針對不同區(qū)域的不同定位精度，提出了采用優(yōu)勢區(qū)域劃分的方法，即對探測區(qū)域中的不同區(qū)域塊，采用不同的高度估計組合，從而更合理地提高估計精度。最后，考慮到地球曲率對遠距離目標探測會對高度估計產(chǎn)生不可避免的偏差，通過分析偏差大小給出高度估