一种利用多路径效应测量目标俯仰角的方法与流程

本发明涉及雷达
技术领域：
。更具体地，涉及一种利用多路径效应测量目标俯仰角的方法。
背景技术：
：对于隐身飞机来说，由于谐振效应，在米波段rcs有增大的趋势，米波相控阵制导雷达在探测此类目标时有优势。米波相控阵制导雷达波束宽，测角精度差，0.3°(1σ)的测角精度已是较高水平，为满足制导精度的要求，采用干涉仪体制提高测角精度是可行的技术途径之一，但该方式所需设备多、装备部署复杂且只能解决高仰角条件下的测角精度问题，而米波相控阵制导雷达测角精度差的原因之一是波束宽受多路径波的影响严重。因此，需要提供一种精度更高的利用多路径效应测量目标俯仰角的方法。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种利用多路径效应测量目标俯仰角的方法，以解决现有技术存在的问题中至少之一。为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：本发明提供了一种利用多路径效应测量目标俯仰角的方法，包括：s1、利用相控阵制导雷达获取目标斜距rt；s2、设定目标高度ht的初始数值；s3、根据目标高度ht和目标斜距rt计算地心角ω0和ω1、擦地角θ及多路径波距离rt1和rt2；s4、利用相控阵雷达获取接收信号相位的正切值s5、判断(rt-rt′)是否小于0：若是，则调整目标高度ht的数值，转入步骤s3；若否，则将与～ht曲线的交点对应的高度作为目标高度ht的数值，转入步骤s6；其中，rt′＝rt1+rt2，～ht曲线为接收信号相位的正切值与目标高度ht之间的关系曲线；s6、根据目标高度ht和目标斜距rt计算目标俯仰角ε。优选地，步骤s2进一步包括：设定目标高度ht的初始数值为20km。优选地，步骤s3进一步包括：计算地心角ω0：其中，re为地球半径，hr为所述相控阵制导雷达高度；计算地心角ω1：计算擦地角θ：计算多路径波距离rt1和rt2：优选地，步骤s4进一步包括：利用相控阵雷达获取接收信号相位的正切值其中，tj为信号采样时刻，ρr、分别为地面多路径信号的反射系数和相位，k为线性调频波调频斜率，f为线性调频波中心频率。优选地，步骤s6进一步包括：根据目标高度ht和目标斜距rt计算目标俯仰角ε：优选地，所述相控阵制导雷达为米波相控阵制导雷达。本发明的有益效果如下：本发明所述技术方案利用相控阵雷达探测目标的多路径效应实现对目标俯仰角的高精度测量，可达到高频段制导雷达的俯仰角测量精度水平。附图说明下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明；图1示出本发明实施例提供的利用多路径效应测量目标俯仰角的方法的流程图。图2示出多路径波的曲面反射平面图。具体实施方式为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。如图1和图2所示，本发明的实施例提供了一种利用多路径效应测量目标俯仰角的方法，包括如下步骤：s1、利用相控阵制导雷达获取目标斜距rt，其中，相控阵制导雷达测量目标斜距rt的测量精度优于10m，外场试验中，米波相控阵制导雷达测距误差数据见表1。表1米波相控阵制导雷达测距数据序号跟踪远界(km)偏差标准差(m)统计段第1圈1003.295km→50km第2圈1002.490km→50km第3圈902.690km→50kms2、设定目标高度ht的初始数值，本实施例中，目标高度ht的初始数值设定为20km。s3、根据目标高度ht和目标斜距rt计算地心角ω0和ω1、擦地角θ及多路径波距离rt1和rt2，包括：计算地心角ω0：其中，re为地球半径，hr为相控阵制导雷达高度；计算地心角ω1：计算擦地角θ：计算多路径波距离rt1和rt2：s4、利用相控阵雷达获取接收信号相位的正切值其中，rt′＝rt1+rt2；tj为信号采样时刻，本实施例中ρr、分别为地面多路径信号的反射系数和相位，本实施例中，ρr、取水平极化条件下的反射系数和相位，k为线性调频波调频斜率，f为线性调频波中心频率。s5、判断(rt-rt′)是否小于0：若是，则调整目标高度ht的数值，转入步骤s3；若否，则将接收信号相位的正切值与～ht曲线的交点对应的高度作为目标高度ht的数值，转入步骤s6；其中，rt′＝rt1+rt2，～ht曲线为接收信号相位的正切值与目标高度ht之间的关系曲线。s6、根据目标高度ht和目标斜距rt计算目标俯仰角ε：至此，完成了利用多路径效应对目标的俯仰角测量。取典型武器系统设计参数，本实施例提供的利用多路径效应测量目标俯仰角的方法的测量精度优于0.1°，可达到高频段制导雷达的俯仰角测量精度水平。本发明的另一个实施例提供了一种执行上述方法的利用多路径效应测量目标俯仰角的系统，包括：相控阵制导雷达和信息处理中心。其中，信息处理中心，用于设定目标高度ht的初始数值、根据目标高度ht和目标斜距rt计算地心角ω0和ω1、擦地角θ及多路径波距离rt1和rt2、判断(rt-rt′)是否小于0以及根据目标高度ht和目标斜距rt计算目标俯仰角ε。本实施例中，相控阵制导雷达发射线性调频信号，相控阵制导雷达与信息处理中心通过光纤电缆连接。本实施例中，相控阵制导雷达为米波相控阵制导雷达。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。还需要说明的是，在本发明的描述中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于本领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。当前第1页12