专利名称：：用脉冲雷达测量雷达反射性和多谱勒偏移的方法和系统的制作方法
技术领域：
：本发明一般涉及脉冲雷达系统和由此进行的测量。本发明特别涉及脉冲雷达测量，其中在前一个脉冲已通过测量体积(measurement-Volume)之前不得不发射一个新脉冲。示例性的应用场所包括气象，监视和远程探测雷达，以及声纳系统。一个脉冲雷达包括一个发射机和一个接收机。发射机发射从媒体或固态目标散射或反射的有限长度的无线电波脉冲。接收机可用来测量反射信号的功率或多谱勒偏移或两者。取样取自接收的信号，使得功率可以通过平方所得取样来计算。该功率测量产生关于目标或媒体的雷达反射性的信息；反射性通常称为散射或反射截面。多谱勒偏移估算是基于信号的自相关函数值，其是通过将取样乘以按要求延时值延迟的取样而得到的。典型的脉冲雷达应用包括气象雷达，其中功率测量用于确定降雨量。而延迟测量用来确定风速。监视雷达测量飞行的船只和其他目标的位置和移动。远程探测雷达使用在卫星，飞机或直升飞机中，以测量地球表面的不同特性。此外，有许多用于电离层测量(高度70-1000公里)和低大气层(散逸-同温-对流层，或MST，雷达)测量的科学雷达设备。声纳似雷达设备，基于声波而不是无线电波，用于水下测量，以及激光雷达基于使用激光而不是无线电波。其位置和/或移动由雷达测量的物体或媒体一般可称为目标。在其中执行测量的三维空间称为测量体积。作为一个例子，让我们考虑使用均匀发射脉冲的气象雷达测量。其脉冲重复频率(PRF)按照具体测量进行选择。当测量雷达反射性时，使用足够低的PRF(300-500Hz)，使得在下一脉冲发射之前已发射的脉冲将离开该测量体积。这样接收的信号将只包括来自一个测量体积的响应，由此产生单值的反向性测量结果。其最大测量距离γmax可按方程计算γmax=CT/2(1)这里C是无线电波在媒体中的速度(对于声纳情况是声波；对于激光雷达情况是光)，T是相邻脉冲间的时间间隔，即脉冲重复频率的倒数。例如，对于在重复频率500Hz通过空气发射的无线电波，相邻脉冲之间的时间间隔是2ms，而最大测量距离是300km。当测量风速时，相邻脉冲间的时间间隔确定了单值测量的最大速度Vmax。其可定义为Vmax=(λ/4)·PRF(2)这里λ是波长。在5.6GHz，其落在广泛使用的称为C波段的雷达频率范围中，当速度给定在每秒数米和重复频率给定在Hz时，我们得到Vmax=0.0134PRF。典型的PRF是1KHz，在此情况下最大可测速度是13.4m/s。方程(1)和(2)指出，当PRF增加时，最大速度增加，但最大单值距离减少和返过来也一样。在实际测量中，并不总是可能同时既测量速度又测量距离，至少不准确。在文献中，这种现象称为距离-多谱勒难题或距离-速度非单值性(参见例Doviak和Zrnic,"DopplerradarsandWeatherobservations"Chapter3.6,AcademicPress,1993)。在1944年9月尚未见对此问题的解决方案(COST75WeatherRadarSystems,InternationalSeminar,Brussels,Belgium,20-30September1994,EUR16013EN,1995；U.S.DepartmentofCommerce,NoAA,NoticeforproposalSolicitationforaSolutionto"DopplerDilemma")。以下说明对解决上述问题的努力。美国专利U.S.-3,935,572公开了一种使用四个并行测量信道的系统。U.S.-3,987,443公开了一种雷达。其中PRF经常改变。在U.S.-4,328,495中，每个脉冲包括相位编码的子脉冲。U.S.-4,924,231公开了一种用于处理大量发射信号和它们的回波以寻求最佳相关的方法。U.S.-5,027,122公开了一种通过信号处理改进多谱勒测量的方法。在U.S.-5,247,303中，脉冲被分成帧，和至少在每帧中的一个脉冲人为地失真。U.S.-5,276,453公开了一种基于使用两个不同信号频率的方法。在U.S.-5,583,512中公开的发明使用普通两维相关器用于同时确定距离和多谱勒偏移。U.S.-5,621,514公开了一种系统，它使用光脉冲而不是无线电频率，以及其中处理接收的信号以确定多谱勒偏移。U.S.-5,659,320处理声纳而不深入研究速度和反射性测量之间的矛盾。U.S.-5,724,125描述了另外的基于光脉冲的测量装置，按线性方程系统使用多次重复和信号处理。PCT申请文件WO96/00909和相应的U.S.-5,442,359公开了处理一个接收信号的多个运算方法。如果测量的连续性是不重要的，则上述问题可以使用基于所谓多脉冲代码的方法解决，该方法在例如Farley的文章“Multiple-pulseincoherent-Scattercorrelationfunctionmeasurement”(RadioScience,7,pp661-666)中公开。在所说方法中，发射少量脉冲(通常3-6个脉冲)，使得所有脉冲间隔是不相等的，但一个间隔的(小)倍数除外。接着停止发射，同时启动接收。直到在光脉冲串的最后脉冲已传播到很远(典型约2000Km)时才再次启动发射。这种方法已经特别应用到电离层雷达测量，其中感兴趣的区域离该雷达很远。在此情况下，由于晚启动接收，来自接近该雷达的回波是接收不到的，而这是仅有用的。该方法不适合于气象雷达和短距离监视雷达应用，因为仅从远离雷达的区域得到数据。在基于多脉冲代码测量中，按方程(2)，最短脉冲间隔确定最大的可测量的速度。发射的多脉冲代码的总长度限制了最大的可确定的自相关函数延迟值，但是在任意长度的距离上原则上可能进行速度的单值测量。功率测量不是单值的，但产生从多个不同距离反射的功率和。由此在一次功率测量中接收的数据构成来自多个距离的组合数据，所说的数字等于在代码中的脉冲数。此类型的功率测量曾经被认为是无用的，然而使用该测量的方法已在Lehtinen和Huuskonen的文章“Theuseofmultipulsezerolagdatatoimproveincoherentscatterradapowerprofileaccuracy”(J.Atmos.Terr.physics,48,pp.787-793)中公开，本文在此作为参考。该多脉冲测量的效率已经由使用所谓交替代码改善，如在由Lehtinen和Hggstrm的文章“Anewmodulationprincipleforincoherentscattermeasurements”(RadioScience,22,pp.625-634)所说明的那样，其在此也作为参考；交替代码比上面了解的多脉冲代码看起来似乎更有效一些。本发明的目的在于提供解决功率测量和多谱勒测量之间的冲突而没有相对使用已知多脉冲代码的缺陷的方法和系统。本发明的目的是通过用基本线性系统方程表示测量值和应用反演理论到所说系统方程的解来实现，该线性方程依赖于被测特性的未知值。按本发明的方法的特征在于通过用基本线性方程表示所说分布和对所说变量解所说基本线性系统方程在不同的距离上沿某一个测量距离确定被测特性的分布，这里变量是在所要求的距离上被测特性的值。本发明还针对这样的一个系统，其特征在于它包括用于解一个基本线性系统方程的方法，其中变量是沿某一测量方向离系统所要求距离上被测特性的值。按本发明，一个脉冲雷达的发射机发射基本上连续的脉冲串，其中脉冲定位在不均匀的间隔上。最为有利的是该脉冲串是周期性的，使得在不均匀间隔上由彼此接续的脉冲组成的一个给定的代码在一个给定的称为周期时间之后重复。该周期时间只要至少选择在一个给定脉冲将离开测量体积所需的时间。然而，本发明也可使用非周期性的，连续交替的脉冲串。接收机在发射机不进行发射时的所有那些时间充分地进行接收。接收的功率进行取样，从而产生一组连续的取样。每个取样可以表示成由先于取样的给定的若干脉冲提供的一个和。由某一个加权函数确定提供的和。此外，该取样包括噪声。为确定对所有要求距离的反射性或相应量，建立了线性系统方程，这里未知数是被测量的要求值，其系数基于发射脉冲和加权函数按以下所描述方式加以确定。使用例如已知的统计反演理论的数理方法，通过解含未知数的所说系统方程确定被测量的值。对于多谱勒测量，所要求的若干自相关函数值是通过将取样序列乘其延迟序列产生的。产生的称为延迟积依赖于在不同距离上由线性系统方程所表示的目标的散射自相关函数，其方式与上述反射性的情况相同，而该所要求的值是通过按反射性情况相同方式解所说系统方程得到。用适当地选择脉冲间隔，每个延迟测量将仅取决于一个距离，从而容易解代表测量的系统方程。本发明有可能使得在下列一种情况中也单值地确定由一个雷达测量的变量，即从多个脉冲(或在延迟情况下，从由均匀长间隔分开的多个脉冲对)到达的响应在该雷达接收机中混合。现在将参照由例子表示的优选实施例和附图更详细地描述本发明，其中图1表示一个简单的脉冲串，图2表示适于本发明使用的一个脉冲串，图3表示按本发明的相关计算，以及图4表示按本发明的一个系统。首先让我们考虑一般的情况，其中脉冲雷达或声纳发射机连续地发射一组形状相同的相对短的N个脉冲。让第n个脉冲发射瞬时为tn，这里n是从1到N的给定值。脉冲的相位可以是随机的，也可以是预选的。同时，脉冲雷达或声纳接收机对接收的信号进行取样。以均匀间隔取样是有利的，以及为简化起见可以假定取样周期长度等于单脉冲的持续时间；然而这并不是对本发明应用的限制因素。为了得到合乎理性的测量结果，对于接收机而言，考虑在一个脉冲的发射期间或在其刚发射之后的所谓警戒期间取样是不利的。图1表示一个简单定时图，其中发射机在t1,t2和t3瞬间发射脉冲101,102和103和接收机在标志X的时隙中取样。警戒时间由字母d标志，在该例中其长度为两个时隙。如果该组具有N个脉冲，则它也有N个接收周期(每个脉冲跟随一个接收周期，其在警戒时间的结束处开始，在下一个脉冲的发射处终止)。让在第n个接收周期采纳的取样为Znm，这里m是从1-Nn的给定值。如果脉冲的间隔是不规则的，则不同的接收周期具有不同的取样数。取样瞬间可以据方程数学地确定tnm=tn+d+mΔt(3)这里Δt表示取样周期的长度。在一个取样周期期间接收的功率为来自不同距离的反射信号的和，该信号被写成P(KΔt)，噪声功率Pε。数学地表示为Zmn=ΣKAmn(KΔt)P(KΔt)+Pϵ-----(4)]]>加权函数Anm(KΔt)可以由例如在上述参考文件中按已知方式讨论的加权，或模糊度函数进行计算。一个加权函数说明哪些距离影响接收的信号。一个给定的加权函数基本指示在什么距离在先发射的脉冲是处在瞬间tnm。由于在雷达测量中有可能确定某一个特定目标的最大距离，而超过该距离将没有重要的回波接收，因此仅仅需要考虑某些最后发射的脉冲，例如，在气象雷达应用中，最大距离的技术条件是基于这样一种事实，即虽然脉冲在所谓零高度，或相对发射位置水平地发射，但是一个沿直线传播的脉冲在行进一定距离之后将透射超过大气层的有关气象层，这是因为地球表面的弯曲所致。当接收机对整个传送脉冲串的持续期间进行接收(不管发射和警戒时间采纳取样)时，结果是一个有限的Znm取样组。这些能表示成某个矢量Z的元素。另外，加权函数Anm(KΔt)可以表示成矩阵A和反射的信号P(KΔt)可以表示成矢量P。基于一个脉冲串进行的测量由此可以作为矩阵给出Z=AP+Pε(5)此为表示一个线性系统方程的已知的一种方法。未知数是从不同距离反射的由矢量P表示的功率。使用线性反演理论，对于系统方程(5)可以给出一个估算解P=∑pAT∑-1Z(6)这里∑称为测量误差协方差矩阵，而∑p称为解协方差矩阵，其可以写成∑p=(AT∑-1A)-1(7)如果用一个等同矩阵作为测量误差协方差矩阵∑，则给出的解与经常使用的伪反演解相同。通过使用测量误差协方差矩阵而不是等同矩阵能获得更高精度的解，该测量误差协方差既可据测量的数据估算，也可按照例如在以下出版物中公开的已知方式理论计算，AsKoHuusKonen和M.S.Lehtinen:"TheaccuracyofincoherentScattermeasurements:errorestimatesValidforhighsignallevels"(J.Atmos.Terr.phys.,Vol58,NO.1-4,pp.453-463,1996.)该出版物在此作为参考。按照本发明的观点，以上所示方程用于线性系统方程反演解并非必需。本质上知道可以使用另外更快捷的方法获得相同的反演解，例如人们熟悉的用于解矩阵方程的数字方法的QR分解或SVD解。在某些情况下根据这样一个事实计算更容易进行，即对由方程(6)和(7)表示的线性系统方程(5)的解基本上由与测量无关的系数所组成。方程(6)中所示的解可以写得更简单例如P=BZ(8)这里矩阵B定义为B=∑PAT∑-1并可以提前计算。之后，当通过测量得到某些取样时，取样写入作为矢量Z的元素，用于代表不同距离的相应功率值的估算是矢量P的元素并能使用简单的乘法和加法运算按方程(8)进行计算，该估算代表了在不同距离上的反射性。图2表示在一个座标系统中本发明优选实施例使用的脉冲串，这里水平座标表示时间，而垂直座标代表发射的无线电功率，使得在图中间高于图中参考线的脉冲的相位与低于参考线的脉冲的相位相差π弧度。时间轴上脉冲串的长度为12ms。每个脉冲的长度为1μs，最短的脉冲间隔为0.5ms，而最长的脉冲间隔为2ms。脉冲串由12个脉冲组成，所以平均PRF为1000Hz，孔度比约0.1％，相应于典型现有技术气象雷达的孔度比。让我们假定气象雷达应用，其中最大距离一般为450Km；相应时间约3000μs。让我们再假定取样时间等于脉冲长度，即1μs，以及警戒时间，或发送一个脉冲后的时间为6μs，在此期间忽略取样。本发明的第一实施例与已知的基于多脉冲代码的方法的差别在于图2中的脉冲串是同期性地发射的，即它是再三地重复，在重复周期间没有任何明显的暂停。接收机以1μs(取样时间)间隔对基本上所有时间的接收信号进行取样，使得在图2中所示的脉冲串发射时间将进行12,000次取样。这些取样将只有12+12·6=94个是无角的，这是因为同时发射(1μs)或警戒时间(6μs)的原因所致，所以当评价这种方法时，我们可以假定存在接近1,2000个取样。由于气象雷达的天线通常运动相对地慢，所以对于一个给定的0.5秒时间可认为该雷达基本上是测量的相同目标。当按图2的脉冲串在那个时间期间重复时，随机误差效应将降低以及由单个重复周期得出的结果将被平均。考虑到以上给定的假定，这里将平均大约40个重复。以下将检查处理这样相当量的取样所要求的计算能力。本发明第二实施例不用周期性重复的脉冲串，而是用固定变化的脉冲串，以及脉冲间没有两个间隔具有相同的长度。后面所述限制至少应用到所有这样的脉冲间的间隔的对，这些脉冲彼此靠得足够的近，以引起测量中可能的无岐义性。上面已涉及到相应最大测量距离的时间是约3000μs。由于取样是在1μs间隔上进行的，所以在方程(8)的矢量P中存在约3000个未知功率值。由于方程(8)的矢量Z包含大约12,000个取样，所以方程(8)的矩阵B的大小是约3000×12,000个元素；这意味着方程(8)表示具有3000×12,000个相乘和相同数量相加的算术运算。如果这样的一个算术运算必需每0.5秒进行一次，则所要求的计算能力大约为144Mflops(每秒百万次浮点运算)，对于在本专利申请优先权日的一种现代计算机而言，这种要求是十分合理的。这里忽略按平均要求的计算能力。此外，如果必要的话，可以从根本上降低对计算能力的要求。如果在图2的脉冲串中脉冲间的时间差别这样进行选择，即它们是一个给定的相对小数的倍数，按方程(8)的计算被分成分开的独立组。让所说的相对小的数是K，同时让上述另外的数字假定保持不变。则我们得到K个相互独立的组，使得在每个组中有可能计算3000/K个功率估算和每组要求12,000/K(平均)个取样。方程(8)可写成PK=BKZK；K∈〔1,2,…,K〕(9)由此，每个矩阵BK是3000/K×12,000/K,并且可以看到所要求的计算能力降低到上述值的第K部分。如果K为10，则所要求的计算能力正好是14.4Mflops。以上描述了功率测量，其目的在于确定在从雷达到一个给定的最大距离的各种距离上的雷达的反射性。以下将描述用本发明方法测量目标的散射自相关函数，或所谓多谱勒测量。基于所谓自相关分析测量在一个脉冲雷达接收机中的多谱勒偏移实质上是已知的，并且存在多种实现它的可替换方法。一种选择是使用已知的匹配算法确定接收信号的频谱并用已知的频谱模式如高斯频谱对其进行匹配。该匹配算法将发现频移，用该频移使该已知的频谱模式同接收信号的频谱最好地相关。合成偏移等于信号中由媒体或目标的移动产生的多谱勒偏移，并且可用它来计算媒体或目标相对雷达设备的径向速度。在U.S.5,442,359中公开了另一种已知的确定一个多谱勒偏移的方法。在此方法中，代表接收信号的一个取样序列由等于某两个脉冲间的时间差的时间延迟，并且计算延迟取样序列同未延迟信号的相关数。该相关数是一个复函数，其相位角无单值解，但可以包含27π的倍数。在该U.S.5,442,359中，该问题已按这样一种方式解决。即当已对多个不同延迟计算了相关数时，对它们的相位角增加2π的倍数，使得对该相位角和某个单值多谱勒偏移寻求到以最小均方表示方式的最好的相关数。在本发明的方法中，根据接收的取样计算延迟积，以确定多谱勒偏移，频谱形状或频谱矩(宽度，等)。当对某一延迟τ计算一个延迟积时，在瞬间i的一个取样由在瞬间i+τ取样的复数共轭相乘。对于所有瞬间i的可能值重复这种运算。对τ的各种值计算该延迟积将给出不同距离上的延迟积的值，其能根据取样瞬间和脉冲发射瞬间进行计算。这些延迟积只需要对相应于发射脉冲代码中某两脉冲间的时间差的延迟进行计算，但是这些脉冲并不是相邻脉冲。让图2中所示12个脉冲按字母A-L的连续顺序表示。在下一个12ms期间发射的脉冲类似地按字母A’-L’表示。如果在12ms后该代码同样地重复，则在时间刻度上的脉冲位置在前两个周期期间如下表示表1<tablesid="table1"num="001"><table>脉冲位置，μs脉冲位置，μsA120A’12120B690B’12690C1440C’13440D2030D’14030E2550E’14550F3490F’15490G4880G’16880H5410H’17410I6090I’18090J7230J’19230K7960K’19960L8940L’20940</table></tables>如表1中所示，根据在时间刻度上的脉冲位置，可能计算所有可能的中间脉冲时间差。对于这些，在表2中给出最小的120微秒。研究表1中所列脉冲发射时间可以看到对延迟520μs计算的一个延迟积是一个乘积，其中在脉冲D后接收的取样和在脉冲E后接收的取样彼此相乘，则取样时间的差为520μs。表2存在脉冲D’和E’之间的相应差。由于两个脉冲对具有相同的距离，这是第二个往返回波的一种情况，这种情况是从普通气象雷达技术了解的。另一方面，由于脉冲对D’和E’的发射瞬间是12,000μs，迟于脉冲对D和E，所以在脉冲对D’和E’到达之前，脉冲对D和E已经离开该测量体积，因此测量将是单值的。这是基于在先所作的假定，据此假定，可测量的最大距离相应3000μs作为一个例子，代码的选择使得相同的脉间时间差仅每12,000μs重复，每一延迟测量(除上述零迟后测量作为功率测量外)是单值的，即在一个给定的距离上测量直接产生自相关函数延迟值。本发明不包括一个限制，据此限制，在可以发射另一个具有相同脉间时间差的脉冲对之前，一个给定的脉冲对必须离开测量体积。如果存在两个同时有效的脉冲对，则有可能结合功率测量的说明施加上述反演解于多谱勒测量。由于被测目标的特性是其散射自相关函数，则在按方程(5)的基本线性方程系统中的矢量Z代表在不同的瞬时对由取自接收信号取样的一个给定延迟所计算的延迟积。矩阵A的元素代表加权，或双值性，而函数P是一个矢量，其元素代表在所要求距离上的自相关函数的实际值。按上述相同方式解系统方程，然而考虑P是一个矢量，其元素代表在所要求距离上的自相关函数估算。作为第二个例子让我们考虑由脉冲C和E(以及从对C’-E’和C″-E″等)计算的1110μs的延迟值。在图3中加以说明。它表示某些成对的发射脉冲。下面的脉冲串已被移到左边到这样的一个范围，即其零-时间相应于脉冲C的发射时间。该上面的脉冲串已被移到左边到这样的一个范围，即零-时间相应于脉冲E的发射时间。该图表示无其他脉冲对在该时间轴上重合。重合的第一脉冲对是C’和E’，是在12,000μs后发射的，并且因此在图3中看不到。可能的情况是对于某些距离不能进行1110μs延迟的测量。如果雷达接收机对发射一个脉冲的持续期必须断开并且对在发射该脉冲之后的一个短时间保持断开，则不可能对小于某一最小距离进行测量。例如，如果警戒时间是6μs，则当在脉冲C后的第一取样(在1446μs，在脉冲发射时间1440μs后的6μs)和在脉冲E后(在2556μs)的第一取样的复数共轭彼此相乘时得到对于1110μs延迟的第一延迟积，或自相关函数估算。该积是在离雷达相应传播时间为6μs的距离上的估算。下一个积是通过将一个取样间隔附加到两个时间得到的，而该积与相应于比一个取样间隔更长的传播时间的距离相关。该彼此相乘取样的交叉积形成一个所谓延迟属性。所以当由于警戒时与脉冲的发射相关取样从两个取样序列任何一个中不见时测量对某些距离不可能完成。图3上部的条棒301表示对所有相应0-3000μs传播时间的距离延迟属性的产生，而条棒301中的缝隙代表不能执行测量的距离。对于某些距离无测量结果的事实并不是临界的，这是因为对于代码形式的脉冲所选择的位置将保证对某些距离的测量可以彼此得到，并接近等于延迟值。能够继续计算该积，直到脉冲对C’和E’发射为止。但是，由于上面假定最大距离是450Km，相应3000μs，按图3，在3000μs处可以停止延迟属性的计算，使得其将包含大约3000个取样对。根据所要求的若干延迟属性执行上述处理；其限制因素主要是可得到的计算能力。每一个新的延迟属性附加到该测量的信息内容。使用已知的匹配技术，一个已知的特定模式(例如具有多谱勒偏移的高斯频谱)能与该延迟属性相匹配。还可能按在上述的U.S.5,442,359美国专利中所描述的相同方式确定该相位角。图4表示按本发明的一个雷达系统。在该例中，天线400既起发射天线作用又起接收天线作用，信号通过双工开关404从发射机401引向天线1或从天线引向接收机403。接收机403按已知方式包括一个中频(IF)混频器，IF放大器406以及-模-数转换器407。IF混频器405输出的混频频率取决于发射机401和本地振荡器402。在该示例性雷达装置中发射的脉冲由单独的一个接收机408进行测量，该接收机408由相应部分组成一个IF混频器409,IF放大器410和一个模拟数字转换器411。如果发射机使用磁控管，则测量发射脉冲是有必要的，这是因为在此情况下不能直接控制脉冲的相位。而对于速调管发射机，脉冲的相位是知道的，并且发射脉冲的测量并非必需要求。在该示例性设备中，发射机401是受控制的和接收的数据由计算机412处理。脉冲形状和脉冲串在脉冲发生器414中由软件产生。由I/Q检测块415中的软件执行信号检测。为检测被测的发射脉冲，图4中所示的系统具有独立的检测块413。反射性的计算始于块419中的信号的平方，其结果被进行处理使得相应于由在块420中解出方程代表测量响应的距离成为单值。最终雷达反射性结果在块421中产生。当已按本发明方式计算各种距离反射性值时，能产生和储存最终结果和/或按已知方式向用户显示。对于气象雷达，一个典型的最终结果是一个模式，其中反射性值被解释为气象现象(例如不同强度的雨)和用彩码图示。本发明不限制最终结果是显示或产生的方式。计算延迟值并不更复杂。在块417中解在与延迟的距离相关的方程之后，在块416计算取样的交叉积。这些方程的系数取决于发射脉冲的相位。因此，在块417中，代表由接收机408测量的发射脉冲的数据包括在该方程的解中。最终速度和多谱勒频谱乘积在也可使用块420的反射性数据的块418中产生。关于最终结果的产生和储存和/或表示参照以上陈述的关于代表反射性的最终结果。在图4表示的设备中按这样一种方式最佳地实现按本发明的方法和上述算法块，即计算机412包括至少一个程序存储器，其中储存的程序控制计算机412的操作，使得按本发明的方法是所说程序的一部分。将矩阵运算，延迟积计算以及上述其他算术运算编程为由一个计算机执行的处理对本专业技术人员而言是熟悉的。计算机412可以包括一个或多个处理器，以实现本发明的方法和关于控制发射机401和接收机403和408操作的其它任务。优选地，计算机412也包括本质上已知的用于控制天线400移动的装置；为简化起见，所说装置未示于图4中。图4的系统可以以固定方式安装在一个地面站上或一个运载设备上，例如飞机上，或者可以实现为可携带式的。上述讨论的本发明的实施例仅是一个示例而不限制本发明。尤其是本发明不限制周期地重复脉冲代码的脉冲数量和它们在该周期时间或连续地改变脉冲串的结构上如何放置。权利要求1．一种借助雷达，激光雷达或声纳测量目标特性的方法，其中脉冲被发射到某一测量方向，并在脉冲发射之间从基本上相同的测量方向接收赖于发射脉冲和在被测特性的不同距离上的分布的一个信号，其特征在于沿被测特性的测量方向的分布由将其用基本线性系统方程表示来加以确定，其中方程中变量是在被测特性所要求的距离上通过对所说变量解所说线性系统方程的值。2．权利要求1的方法，其特征在于被测目标的特性为反射性，由此所说基本线性系统方程为Z=AP以及其解为P=BZ这里Z是一个矢量，其元素表示在不同时间瞬间由接收信号取样的平方，而矩阵A的元素表示加权或双值性，函数，和P是一个矢量，其元素表示在要求距离上的实际的反射性值，P是一个矢量，其元素表示在该要求距离上的反射性估算，而矩阵B是解这些系统方程的一个矩阵。3．权利要求1的方法，其特征在于被测量的目标特性是由该目标引起的散射的自相关函数，由此所说基本线性系统方程是Z=AP以及其解为P=BZ这里Z是一个矢量，其元素表示在不同时间瞬间从接收信号取样计算的某一延迟的延迟积，而矩阵A的元素表示加权或双值性，函数，和P是一个矢量，其元素表示在要求距离上的自相关函数的实际值，P是一个矢量，其元素表示在该要求距离上的自相关函数估算，而矩阵B是解这些系统方程的矩阵。4．权利要求2或3的方法，其特征在于矩阵B是定义的B=∑pAT∑-1，这里∑是测量误差的协方差矩阵，而∑P是解的协方差矩阵。5．权利要求2或3的方法，其特征在于B是提前加以计算的，以便加速测量结果的处理。6．权利要求1-5任一的方法，其特征在于所说基本上线性的系统方程在计算其解之前将被分成K个相互独立的集合，这里K是一个预定的正整数，而解是对所说K个相互独立的集合分开计算的。7．权利要求1的方法，其特征在于发射脉冲形成周期性地重复的脉冲代码，使得在其周期性地重复的周期中，在任意两个脉冲之间的时间差不等于在某些其他两个脉冲之间的时间差。8．一个用于测量目标特性的系统包括设置一部雷达或声纳，用于发射脉冲到某一测量方向以及在脉冲发射之间从基本上相同的测量方向接收信号，其特征在于它包括装置(416,417,419,420)，用于解基本线性系统方程，其中变量是在沿测量方向离系统所要求的距离上被测特性的值。9．权利要求8的系统，其特征在于它包括串联连接的-接收机(403)，用于产生A/D转换的接收信号，-检测器(415)，用于实现接收信号的I/Q检测，-平方块(419)，用于平方包括在I/Q检测信号中的取样，-用于系统方程的解块(420)，用于解所说系统方程，以及-终端结果块(421)，基于由用于系统方程的解块产生的数据，产生表示目标特性的信息。10．权利要求8的系统，其特征在于它包括串联连接的-接收机(403)，用于产生A/C转换的接收信号，-检测器(415)，用于实现接收信号的I/Q检测，-相关块(416)，用于计算延迟积，-用于系统方程的解块(417)，用于解所说系统方程，以及-终端结果块(418)，基于由相关块产生的数据，产生表示目标特性的信息。11．权利要求10的系统，其特征在于它还包括第二接收机(408)，用于产生表示发射信号的A/D转换信号，以及对用于系统方程的所说解块(417)引导其作为基准数据。12．权利要求10的系统，其特征在于还包括同所说相关块(416)并联连接的用于系统方程的解块(417)和终端结果块(418)，平方块(419)，用于系统方程的第二解块(420)和第二终端结果块(421)以及从用于系统方程的所说第二解块(420)到所说终端结果块(418)的连接。全文摘要由雷达和声纳测量一个目标的特性。发射脉冲(101,102,103)和在发射脉冲之间(X)接收一个信号,该信号赖于该发射的脉冲以及在不同距离被测特性的分布。在不同距离上被测特性的分布是由用基本线性系统方程表示它并对变量解该系统方程确定的,方程中变量是在所要求距离上的该被测特性的值。该发射脉冲形成周期性重复的脉冲代码或一个连续地变化的脉冲串。文档编号G01S7/523GK1302380SQ99806543公开日2001年7月4日申请日期1999年3月25日优先权日1998年3月26日发明者马库·萨卡里·雷廷伦申请人:马库·萨卡里·雷廷伦