混合传播模式下目标定位修正方法研究

发布时间：2017-10-07 05:30

  本文关键词：混合传播模式下目标定位修正方法研究

  更多相关文章： 高频地波雷达 混合传播模式 电离层 目标定位修正

【摘要】：高频超视距雷达中接收到的目标回波实际上是一种结合了地波绕射传播和天波反射传播的混合传播模式的信号。本文针对在目标漫散射特性影响下,地波雷达的目标回波既可能通过地波绕射模式回到接收机,也可能向上反射进入电离层,通过天波反射模式再回到接收机这一混合传播模式,即地波发射-天波地波共同接收问题,进行了相关的研究工作。旨在通过两条回波路径的距离信息,实现对传统地波雷达对目标的距离信息观测的修正。对该混合传播模式的研究主要涉及到电离层参数特性的研究、该传播模式回波信号模型的建立、相关应用条件的推导和利用回波信号进行距离修正的方法研究等。本文首先对电离层的基本结构与电磁波在其中的传播机理进行了分析,对电离层的分层结构及各层的参数特性做了详细说明,对电离层内电磁波传播的机理和本课题所面临的多路径模式进行了探讨。针对多路径模式,建立了多传播路径模型,分析了该模式的相关应用条件,对该模式下的天波传播跳距、天波回波路径传播衰减和地波回波路径传播衰减分别进行了推导计算以及仿真分析。在此基础上,提出了一种基于混合传播模式回波信号的定位方法。对数据进行处理,得到波束形成后的数据,并进行目标检测和航迹处理,确认地波回波路径的疑似目标。通过RD谱及目标检测得到的信息,判定疑似目标地波回波路径对应的天波路径回波,为此,提出了匹配判定的5条准则。进行天波回波路径距离修正,得到正确的地波路径和天波路径回波信息。对如何获得高频地波雷达作用范围海域上空的电离层高度等参数信息进行研究,提出了两种获得电离层高度信息的方法。通过电离层高度信息和天波路径距离,得到换算后的地波路径距离,同原始地波路径信息进行比较,最终实现对单纯地波路径距离信息的修正,完成对目标的定位。同时,对于飞机目标,提出了基于该混合传播模式的飞机目标高度估计方法。本文利用该方法,对某次地波超视距雷达实验获得的实测数据进行了完整的数据处理流程,得到了修正后的地波目标距离。通过与原始地波目标距离的比对,实现了对地波超视距雷达目标定位的修正。通过对实测数据的处理,初步验证了该方法的合理性和可行性,为后续对地波发射-天波地波共同接收这一混合传播模式的深入研究打下了一定的基础。
【关键词】：高频地波雷达 混合传播模式 电离层 目标定位修正
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN958.93
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义9-12
• 1.1.1 课题背景9-11
• 1.1.2 课题研究的目的和意义11-12
• 1.2 国内外研究现状及分析12-14
• 1.2.1 混合传播模式研究现状12-13
• 1.2.2 电离层特性研究现状13-14
• 1.3 本文的主要研究内容14-16
• 第2章 电离层基本结构与传播特性16-27
• 2.1 电离层基本结构16-18
• 2.2 电离层内电磁波传播机理18-23
• 2.2.1 电离层临界频率与工作频率18-21
• 2.2.2 电离层电波传播定理21-22
• 2.2.3 多路径模式分析22-23
• 2.2.4 电离层多普勒效应23
• 2.3 电离层模型23-26
• 2.3.1 线性模型和指数模型24
• 2.3.2 卡普曼模型24-25
• 2.3.3 抛物线模型25
• 2.3.4 国际参考电离层模型25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第3章 混合传播模式回波信号模型27-43
• 3.1 多传播路径模型建立27-30
• 3.2 天波传播模式的跳距30-32
• 3.3 天波回波路径传播衰减32-38
• 3.3.1 自由空间扩散衰减32-33
• 3.3.2 电离层吸收衰减33-35
• 3.3.3 E层传播模式电离层吸收修正项35
• 3.3.4 附加衰减35
• 3.3.5 天波回波路径衰减仿真35-38
• 3.4 地波回波路径传播衰减38-42
• 3.5 本章小结42-43
• 第4章 混合传播模式目标定位修正方法43-77
• 4.1 实测数据处理43-48
• 4.2 天波路径回波距离修正48
• 4.3 电离层高度信息获取48-52
• 4.3.1 基于岛屿回波信号的电离层高度获取48-51
• 4.3.2 基于国际参考电离层模型的电离层高度获取51-52
• 4.4 疑似目标地波回波和天波回波的确定52-61
• 4.4.1 多传播模式回波信号匹配准则52-53
• 4.4.2 实测数据回波信号匹配53-61
• 4.5 对地波回波距离进行修正61-72
• 4.5.1 疑似目标 161-66
• 4.5.2 疑似目标 266-71
• 4.5.3 修正结果分析71-72
• 4.6 飞机目标飞行高度的获取72-75
• 4.7 系统流程图75-76
• 4.8 本章小结76-77
• 结论77-79
• 参考文献79-83
• 致谢83

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本文编号：987207