T/R-R高频地波雷达探测范围分析及目标配对算法研究

摘要

T/R-R雷达系统是单基地雷达与双基地雷达相结合的一种复合雷达系统，由一部发射机和两部分置的接收机构成，其中一部接收机与发射机同址。高频地波雷达(HFSWR)可以对海面和空中目标超视距探测，具有反隐身、反超低空突袭、抗反辐射导弹的能力。双基地地雷达具有较强的抗电子干扰、抗打击、隐蔽性好等特点。因此，T/R-R高频地波雷达系统将具有单基地和双基地高频地波雷达的优点，不仅能提高目标发现、跟踪能力，而且系统部署灵活，同时进一步扩大了探测范围，因此引起人们广泛重视。本文主要对T/R-R地高频地波雷达探测范围、目标定位及目标配对算法进行了研究。
　　本文首先分析了高频地波雷达方程，分析影响高频地波雷达性能的环境因素，包括海杂波、大气噪声、电离层杂波以及通信、雷电等干扰。根据高频地波雷达白天与黑夜工作环境不同，分别提出了白天和黑夜高频地波雷达探测范围确定方法并根据实际工程需要通过计算机仿真计算了T/R-R高频地波雷达探测范围。
　　其次，根据T/R-R高频地波雷达测得目标的四个参数(即距离和、目标至发射站距离、发射基地和接收基地的目标视角)对目标定位。分别研究了目标平面定位和球面定位。根据平面定位方程，分析了平面定位精度。首次提出了高频地波雷达球面定位算法并分析了球面定位精度。比较了T/R-R高频地波雷达平面定位较之于球面定位定位误差。分析并仿真了线性最小二乘算法、加权最小二乘算法、非线性最小二乘算法等定位算法。由于传统球面定位定位误差协方差矩阵为奇异矩阵，提出一种球表面定位误差协方差矩阵，并以此作为衡量球面定位误差大小标准。针对线性最小二乘算法在方位角为直角时定位精度很差的情况，提出一种改进的线性最小二乘算法，有效提高了上述区域的定位精度。
　　最后，针对由于诸多原因而导致T/R站与R站对同一目标的不同定位，提出了全局最小残差和算法。仿真结果表明，这种方法能够对目标配对优于传统最近临域法。关于目标配对算法，亟待进一步研究。

目录

T/R-R高频地波雷达探测范围分析及目标配对算法研究

STUDY OF DETECTION RANGE AND TARGET MATCHING ALGORITHM OF T/R-R HIGH FREQUENCY SURFACE WAVE RANDAR

摘 要

Abstract

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 本论文研究的目的及意义

1.3 国内外发展动态及研究现状

1.4 本文研究的主要内容及章节安排

第2章 T/R-R高频地波雷达探测范围分析

2.1 引言

2.2高频地波雷达方程

2.2.1 高频地波雷达方程形式一

2.2.2 高频地波雷达方程形式二

2.3 地波传播模型及附加衰减模型

2.4高频地波雷达目标检测背景

2.5 电离层杂波

2.6 雷电干扰、通信干扰及流星余迹

2.7 目标RCS模型

2.8 T/R-R高频地波雷达探测范围分析

2.9 T/R-R高频地波雷达舰船目标探测范围仿真分析

2.10 本章小结

第3章 T/R-R高频地波雷达定位算法研究

3.1 T/R-R高频地波雷达的平面定位

3.1.2各测量子集定位精度仿真分析

3.2 双基地雷达的球面定位

3.2.1 测量子集对应的目标位置解及其误差分析

3.2.2 各测量子集定位精度仿真分析

3.2.3 一种新的几何定位精度衡量方法

3.2.4 平面定位与球面定位误差

3.2.5 关于定位误差的进一步讨论

3.3 线性最小二乘算法

3.4 加权最小二乘算法

3.5 非线性最小二乘算法

3.6 本章小结

第4章 T/R-R高频地波雷达目标配对研究

4.1 航迹关联方法

4.2 全局残差和最小算法

4.3 本章小结

结 论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

谢俊好, 李波, 仇永斌, 张宁. T/R-R高频地波雷达舰船目标探测范围分析. 电波科学学报. 2010, 25(2):234-239.

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