基于高阶模糊函数的进动目标平动补偿
发布时间：2021-10-16 21:47
针对当前平动补偿算法存在的精度不高、稳定性较差的问题,提出了基于高阶模糊函数的进动目标平动补偿算法。该算法将平动引起的距离变化等效为三阶多项式,通过对回波各阶模糊函数进行峰值搜索,实现对各阶平动参数和微动周期的有效估计,进而实现对平动的补偿。仿真实验验证表明,该算法能够实现精确稳定的补偿,为后续基于微多普勒的弹道目标特征提取打下基础。
【文章来源】：探测与控制学报. 2019,41(01)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
图１进动目标滑动散射模型Ｆｉｇ．１Ｔｈｅｓｌｉｄｉｎｇｓｃａｔｔｅｒｉｎｇｍｏｄｅｌｏｆｐｒｅｃｅｓｓｉｏｎｔａｒｇｅｔ
率域进行峰值搜索，实现对ａ２的估计，以估计到的＾ａ２对回波进行补偿；步骤３对补偿后的回波作半周期延迟相乘处理，对得到信号作傅里叶变换，对ａ１进行估计，并对回波进行补偿。３仿真分析３．１弹道仿真本文采用Ｍａｔｌａｂ２０１４ａ仿真平台进行仿真实验。假设导弹关机点高度２５０ｋｍ，关机点速度４．５ｋｍ／ｓ，按照最佳速度倾角飞行［１４］，地球半径６３３７ｋｍ，开普勒常数３．９８×１０１４，得到弹道仿真如图２所示。针对平动仿真的研究，多将平动等效为二阶多项式或三阶多项式。为进一步分析两种不同阶数多项式等效效果，取导弹飞行时间为０～６ｓ，将距离参数分别进行二阶多项式拟合和三阶多项式拟合，具体拟合方法为采用Ｍａｔｌａｂ中的“ｐｏｌｙｆｉｔ”函数得到进行拟合，拟合结果如图３所示。图２弹道仿真Ｆｉｇ．２Ｔｈｅｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ图３不同阶数多项式拟合效果Ｆｉｇ．３Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｏｒｄｅｒｐｏｌｙｎｏｍｉａｌｆｉｔｔｉｎｇ对比图３（ａ）和图３（ｂ）可以发现，二阶多项式的拟合误差在１０－２ｍ，三阶多项式的拟合误差在１０－６ｍ，说明采用三阶多项式对平动进行等效的精度相对更高。３．２平动补偿仿真假设雷达发射单载脉冲信号，载频为ｆ０＝１０ＧＨｚ，脉冲重复频率为ｆｒ＝２０００Ｈｚ，观测时间为Ｔ＝５ｓ，目标为圆锥弹头，ｈ１＝１ｍ，ｈ２＝０．６ｍ，底面半径ｒ＝０．８ｍ，半锥角γ＝２６．６°
。假设导弹关机点高度２５０ｋｍ，关机点速度４．５ｋｍ／ｓ，按照最佳速度倾角飞行［１４］，地球半径６３３７ｋｍ，开普勒常数３．９８×１０１４，得到弹道仿真如图２所示。针对平动仿真的研究，多将平动等效为二阶多项式或三阶多项式。为进一步分析两种不同阶数多项式等效效果，取导弹飞行时间为０～６ｓ，将距离参数分别进行二阶多项式拟合和三阶多项式拟合，具体拟合方法为采用Ｍａｔｌａｂ中的“ｐｏｌｙｆｉｔ”函数得到进行拟合，拟合结果如图３所示。图２弹道仿真Ｆｉｇ．２Ｔｈｅｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ图３不同阶数多项式拟合效果Ｆｉｇ．３Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｏｒｄｅｒｐｏｌｙｎｏｍｉａｌｆｉｔｔｉｎｇ对比图３（ａ）和图３（ｂ）可以发现，二阶多项式的拟合误差在１０－２ｍ，三阶多项式的拟合误差在１０－６ｍ，说明采用三阶多项式对平动进行等效的精度相对更高。３．２平动补偿仿真假设雷达发射单载脉冲信号，载频为ｆ０＝１０ＧＨｚ，脉冲重复频率为ｆｒ＝２０００Ｈｚ，观测时间为Ｔ＝５ｓ，目标为圆锥弹头，ｈ１＝１ｍ，ｈ２＝０．６ｍ，底面半径ｒ＝０．８ｍ，半锥角γ＝２６．６°，雷达视线的方位角和高低角（α，β）＝（２０°，７０°）；弹头锥旋角ξ＝８°，进动频率ωｃ＝５πｒａｄ／ｓ。不同散射点的散射系数不同，假设Ａ，Ｂ，Ｃ散射点散射系数之比为１．５∶１∶１。设经粗补偿后平动速度Ｖ＝５ｍ／ｓ，一阶加速度ａ１＝２ｍ／ｓ２，
【参考文献】：
期刊论文
[1]锥柱体弹道目标遮挡效应分析[J]. 许旭光,冯存前,陈蓉,许丹. 空军工程大学学报(自然科学版). 2018(03)
[2]Method for compensating translational motion of rotationally symmetric target based on local symmetry cancellation[J]. Jingqing Li,Sisan He,Cunqian Feng,Yizhe Wang. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2017(01)
[3]Parameter estimation of maneuvering targets in OTHR based on sparse time-frequency representation[J]. Jinfeng Hu,Xuan He,Wange Li,Hui Ai,Huiyong Li,Julan Xie. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2016(03)
[4]进动锥体目标平动补偿及微多普勒提取[J]. 束长勇,黄沛霖,姬金祖. 系统工程与电子技术. 2016(02)
[5]具有高阶运动的机动目标微多普勒信号提取方法[J]. 李彦兵,高红卫,李宝柱,叶春茂. 电波科学学报. 2015(03)
[6]中段弹道目标宽带回波仿真与速度补偿[J]. 孙永健,穆贺强,程臻,王桂玲,付莹. 系统工程与电子技术. 2014(07)
[7]导弹动态回波序列仿真及平动补偿研究[J]. 谢苏道,陈亚伟,孙俊. 空军预警学院学报. 2013(03)
[8]利用最强散射点信息的平动补偿与微多普勒提取[J]. 杨有春,童宁宁,冯存前,程冬,沈堤. 西安电子科技大学学报. 2012(06)
[9]弹道目标中段平动补偿与微多普勒提取[J]. 杨有春,童宁宁,冯存前,贺泽维,贺思三. 宇航学报. 2011(10)
[10]速度对微多普勒的影响及其补偿研究[J]. 高红卫,谢良贵,文树梁,匡勇. 航天电子对抗. 2008(04)
博士论文
[1]弹道中段目标双基地微动特性分析与特征提取[D]. 邹小海.国防科学技术大学 2013
[2]雷达目标微动特征提取与估计技术研究[D]. 李康乐.国防科学技术大学 2010
本文编号：3440551
【文章来源】：探测与控制学报. 2019,41(01)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
图１进动目标滑动散射模型Ｆｉｇ．１Ｔｈｅｓｌｉｄｉｎｇｓｃａｔｔｅｒｉｎｇｍｏｄｅｌｏｆｐｒｅｃｅｓｓｉｏｎｔａｒｇｅｔ
率域进行峰值搜索，实现对ａ２的估计，以估计到的＾ａ２对回波进行补偿；步骤３对补偿后的回波作半周期延迟相乘处理，对得到信号作傅里叶变换，对ａ１进行估计，并对回波进行补偿。３仿真分析３．１弹道仿真本文采用Ｍａｔｌａｂ２０１４ａ仿真平台进行仿真实验。假设导弹关机点高度２５０ｋｍ，关机点速度４．５ｋｍ／ｓ，按照最佳速度倾角飞行［１４］，地球半径６３３７ｋｍ，开普勒常数３．９８×１０１４，得到弹道仿真如图２所示。针对平动仿真的研究，多将平动等效为二阶多项式或三阶多项式。为进一步分析两种不同阶数多项式等效效果，取导弹飞行时间为０～６ｓ，将距离参数分别进行二阶多项式拟合和三阶多项式拟合，具体拟合方法为采用Ｍａｔｌａｂ中的“ｐｏｌｙｆｉｔ”函数得到进行拟合，拟合结果如图３所示。图２弹道仿真Ｆｉｇ．２Ｔｈｅｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ图３不同阶数多项式拟合效果Ｆｉｇ．３Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｏｒｄｅｒｐｏｌｙｎｏｍｉａｌｆｉｔｔｉｎｇ对比图３（ａ）和图３（ｂ）可以发现，二阶多项式的拟合误差在１０－２ｍ，三阶多项式的拟合误差在１０－６ｍ，说明采用三阶多项式对平动进行等效的精度相对更高。３．２平动补偿仿真假设雷达发射单载脉冲信号，载频为ｆ０＝１０ＧＨｚ，脉冲重复频率为ｆｒ＝２０００Ｈｚ，观测时间为Ｔ＝５ｓ，目标为圆锥弹头，ｈ１＝１ｍ，ｈ２＝０．６ｍ，底面半径ｒ＝０．８ｍ，半锥角γ＝２６．６°
。假设导弹关机点高度２５０ｋｍ，关机点速度４．５ｋｍ／ｓ，按照最佳速度倾角飞行［１４］，地球半径６３３７ｋｍ，开普勒常数３．９８×１０１４，得到弹道仿真如图２所示。针对平动仿真的研究，多将平动等效为二阶多项式或三阶多项式。为进一步分析两种不同阶数多项式等效效果，取导弹飞行时间为０～６ｓ，将距离参数分别进行二阶多项式拟合和三阶多项式拟合，具体拟合方法为采用Ｍａｔｌａｂ中的“ｐｏｌｙｆｉｔ”函数得到进行拟合，拟合结果如图３所示。图２弹道仿真Ｆｉｇ．２Ｔｈｅｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ图３不同阶数多项式拟合效果Ｆｉｇ．３Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｏｒｄｅｒｐｏｌｙｎｏｍｉａｌｆｉｔｔｉｎｇ对比图３（ａ）和图３（ｂ）可以发现，二阶多项式的拟合误差在１０－２ｍ，三阶多项式的拟合误差在１０－６ｍ，说明采用三阶多项式对平动进行等效的精度相对更高。３．２平动补偿仿真假设雷达发射单载脉冲信号，载频为ｆ０＝１０ＧＨｚ，脉冲重复频率为ｆｒ＝２０００Ｈｚ，观测时间为Ｔ＝５ｓ，目标为圆锥弹头，ｈ１＝１ｍ，ｈ２＝０．６ｍ，底面半径ｒ＝０．８ｍ，半锥角γ＝２６．６°，雷达视线的方位角和高低角（α，β）＝（２０°，７０°）；弹头锥旋角ξ＝８°，进动频率ωｃ＝５πｒａｄ／ｓ。不同散射点的散射系数不同，假设Ａ，Ｂ，Ｃ散射点散射系数之比为１．５∶１∶１。设经粗补偿后平动速度Ｖ＝５ｍ／ｓ，一阶加速度ａ１＝２ｍ／ｓ２，
【参考文献】：
期刊论文
[1]锥柱体弹道目标遮挡效应分析[J]. 许旭光,冯存前,陈蓉,许丹. 空军工程大学学报(自然科学版). 2018(03)
[2]Method for compensating translational motion of rotationally symmetric target based on local symmetry cancellation[J]. Jingqing Li,Sisan He,Cunqian Feng,Yizhe Wang. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2017(01)
[3]Parameter estimation of maneuvering targets in OTHR based on sparse time-frequency representation[J]. Jinfeng Hu,Xuan He,Wange Li,Hui Ai,Huiyong Li,Julan Xie. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2016(03)
[4]进动锥体目标平动补偿及微多普勒提取[J]. 束长勇,黄沛霖,姬金祖. 系统工程与电子技术. 2016(02)
[5]具有高阶运动的机动目标微多普勒信号提取方法[J]. 李彦兵,高红卫,李宝柱,叶春茂. 电波科学学报. 2015(03)
[6]中段弹道目标宽带回波仿真与速度补偿[J]. 孙永健,穆贺强,程臻,王桂玲,付莹. 系统工程与电子技术. 2014(07)
[7]导弹动态回波序列仿真及平动补偿研究[J]. 谢苏道,陈亚伟,孙俊. 空军预警学院学报. 2013(03)
[8]利用最强散射点信息的平动补偿与微多普勒提取[J]. 杨有春,童宁宁,冯存前,程冬,沈堤. 西安电子科技大学学报. 2012(06)
[9]弹道目标中段平动补偿与微多普勒提取[J]. 杨有春,童宁宁,冯存前,贺泽维,贺思三. 宇航学报. 2011(10)
[10]速度对微多普勒的影响及其补偿研究[J]. 高红卫,谢良贵,文树梁,匡勇. 航天电子对抗. 2008(04)
博士论文
[1]弹道中段目标双基地微动特性分析与特征提取[D]. 邹小海.国防科学技术大学 2013
[2]雷达目标微动特征提取与估计技术研究[D]. 李康乐.国防科学技术大学 2010
本文编号：3440551
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/sousuoyinqinglunwen/3440551.html
