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基于自适应融合的弹道目标空间位置重构

许丹 田波 冯存前 贺思三 赵双

许丹, 田波, 冯存前, 等 . 基于自适应融合的弹道目标空间位置重构[J]. 北京航空航天大学学报, 2017, 43(6): 1216-1223. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2016.0463
引用本文: 许丹, 田波, 冯存前, 等 . 基于自适应融合的弹道目标空间位置重构[J]. 北京航空航天大学学报, 2017, 43(6): 1216-1223. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2016.0463
XU Dan, TIAN Bo, FENG Cunqian, et al. Space position reconstruction of ballistic target based on adaptive fusion[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2017, 43(6): 1216-1223. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2016.0463(in Chinese)
Citation: XU Dan, TIAN Bo, FENG Cunqian, et al. Space position reconstruction of ballistic target based on adaptive fusion[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2017, 43(6): 1216-1223. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2016.0463(in Chinese)

基于自适应融合的弹道目标空间位置重构

doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2016.0463
基金项目: 

国家自然科学基金 61372166

国家自然科学基金 61501495

详细信息
    作者简介:

    许丹, 男, 硕士研究生。主要研究方向:雷达信号处理

    冯存前,男, 教授。主要研究方向:雷达信号处理与电子对抗

    通讯作者:

    冯存前, E-mail:fengcunqian@sina.com

  • 中图分类号: TN957

Space position reconstruction of ballistic target based on adaptive fusion

Funds: 

National Natural Science Foundation of China 61372166

National Natural Science Foundation of China 61501495

More Information
  • 摘要:

    由于进动锥体目标参数存在耦合,单部雷达不易获取同时参数估计误差较大。针对这一问题,提出了一种联合多部雷达不同视角微动信息进行参数提取与融合的新方法。首先,对进动目标进行了建模和散射点距离像分析,并利用Hough变换实现了锥顶散射点的关联。然后,联立2部雷达的微动信息作为求解单元来对耦合参数进行解耦,求出相应的参数。同时以进动角为例进行了误差方差分析,以融合后误差方差最小为原则对权系数进行了求解,并对其余参数进行了相同的处理。最后,在一个进动周期内,根据求出的锥体顶点坐标和锥旋轴矢量实现了锥体目标空间位置的重构。仿真结果表明该融合方法能够提高参数精度并能对锥体空间位置进行重构。

     

  • 图 1  进动锥体目标模型示意图

    Figure 1.  Sketch map of precession cone target model

    图 2  宽带组网雷达示意图

    Figure 2.  Sketch map of wideband netted radar

    图 3  求解单元1中2部雷达测得的时间-距离像

    Figure 3.  Time-range profiles measured by two radars of solving unit 1

    图 4  提取雷达2散射点A中值和幅值过程

    Figure 4.  Extraction process of scattering point A's mean value and amplitude value from radar 2

    图 5  锥体顶点的三维重构

    Figure 5.  Three-dimensional reconstruction of conic node

    图 6  求解单元误差性能分析

    Figure 6.  Error performance analysis of solving unit

    表  1  求解单元估计结果

    Table  1.   Estimation results of solving unit

    参数 理论值 单元1 单元2 单元3 3个单元参数融合
    估计值 误差/% 估计值 误差/% 估计值 误差/% 参数融合 误差/%
    θ 10° 10.332° 3.32 10.317° 3.17 9.774° 2.26 10.184° 1.84
    xA -0.275 -0.282 2.54 -0.268 2.54 -0.271 1.45 0.272 1.10
    yA 1.286 1.318 2.49 1.307 1.63 1.305 1.48 1.310 1.87
    zA 1.262 1.292 2.38 1.288 2.06 1.284 1.74 1.286 1.90
    ex 0 0.000 1 0.01 0.000 1 0.01 0.000 1 0.01 0.000 1 0.01
    ey 0.707 0.724 2.40 0.720 2.16 0.721 1.98 0.722 2.18
    ez 0.707 0.723 2.26 0.720 1.84 0.719 1.70 0.721 1.98
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    表  2  参数估计结果

    Table  2.   Estimation results of parameters

    参数 理论值 雷达1 雷达2 雷达3 3部雷达参数融合
    估计值 误差/% 估计值 误差/% 估计值 误差/% 参数融合 误差/%
    h1 2 m 2.053 m 2.65 1.968 m 1.60 1.972 m 1.40 1.977 m 1.25
    h2 0.5 m 0.514 m 2.80 0.512 m 2.40 0.507 m 1.40 0.511 m 1.80
    r 0.5 m 0.492 m 1.60 0.507 m 1.40 0.507 m 1.40 0.506 m 1.20
    α1 145° 146.58° 1.09
    α2 167° 165.74° 0.75
    α2 177° 176.15° 0.48
    下载: 导出CSV
  • [1] 陆伟宁.弹道导弹攻防对抗技术[M].北京:中国宇航出版社, 2007:221-222.

    LU W N.Ballistic missile attack-defense countermeasure technology[M].Beijing:Astronautics Press of China, 2007:221-222(in Chinese).
    [2] CHEN V C.Analysis of radar micro-Doppler signature with time-frequency transform[C]//Proceedings of IEEE Workshop on Statistical Signal and Array Processing.Piscataway, NJ:IEEE Press, 2000:463-466.
    [3] HAN Y, SUN H Y, GUO H C.Analysis of influential factors on a space target's laser radar cross-section[J].Optics and Laser Technology, 2014, 56(1):151-157. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S003039921300296X
    [4] 黄培康, 殷红成, 许小剑.雷达目标特性[M].北京:电子工业出版社, 2005:86-99.

    HUANG P K, YIN H C, XU X J.Radar target characteristic[M].Beijing:Publishing House of Electronics Industry, 2005:86-99(in Chinese).
    [5] 贺思三, 周剑雄, 付强.利用一维距离像序列估计弹道中段目标进动参数[J].信号处理, 2009, 25(6):925-929. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XXCN200906016.htm

    HE S S, ZHOU J X, FU Q.Using HRRP sequence to estimate the precession parameters of midcourse target[J].Journal of Signal Processing, 2009, 25(6):925-929(in Chinese). http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XXCN200906016.htm
    [6] 宁超, 黄璟, 黄培康.基于HRRP的进动锥体目标特征参数求解方法[J].系统工程与电子技术, 2014, 36(4):650-655. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XTYD201404008.htm

    NING C, HUANG J, HUANG P K.Solution for characteristic parameters of precession cone-shaped target using HRRP[J].Systems Engineering and Electronics, 2014, 36(4):650-655(in Chinese). http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XTYD201404008.htm
    [7] 艾小锋, 李永桢, 赵锋, 等.基于多视角一维距离像序列的进动目标特征提取[J].电子与信息学报, 2011, 33(12):2846-2851. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZYX201112010.htm

    AI X F, LI Y Z, ZHAO F, et al.Feature extraction of precession targets using multi-aspect observed HRRP sequences[J].Journal of Electronics & Information Technology, 2011, 33(12):2846-2851(in Chinese). http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZYX201112010.htm
    [8] 周剑雄, 石志光, 付强.雷达目标散射中心参数估计的极限性能分析[J].电子学报, 2006, 34(4):726-730. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZXU200604030.htm

    ZHOU J X, SHI Z G, FU Q.Performance analysis for scattering center parameter estimation of radar targets[J].Acta Electronica Sinica, 2006, 34(4):726-730(in Chinese). http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZXU200604030.htm
    [9] 邹小海, 艾小锋, 李永桢, 等.基于微多普勒的圆锥弹头进动与结构参数估计[J].电子与信息学报, 2011, 33(10):2413-2419. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZYX201110023.htm

    ZOU X H, AI X F, LI Y Z, et al.Precession and structural parameter estimation of the cone-shaped warhead based on the micro-Doppler[J].Journal of Electronics & Information Technology, 2011, 33(10):2413-2419(in Chinese). http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZYX201110023.htm
    [10] CANER O.Inverse synthetic aperture radar imaging with MATLAB algorithms[M].New York:John Wiley & Sons, 2012:274-287.
    [11] 张栋, 冯存前, 贺思三, 等.组网雷达弹道目标三维进动特征提取[J].西安电子科技大学学报, 2015, 42(2):146-151. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XDKD201502024.htm

    ZHANG D, FENG C Q, HE S S, et al.Extraction of three-dimensional precession features of ballistic targets in netted radar[J].Journal of Xidian University, 2015, 42(2):146-151(in Chinese). http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XDKD201502024.htm
    [12] 杨有春. 弹道目标滑动型散射中心的微多普勒研究[D]. 西安: 空军工程大学, 2011: 15-20.

    YANG Y C.Research on micro-Doppler of sliding-type scattering center on ballistic targets[D].Xi'an:Air Force Engineering University, 2011:15-20(in Chinese).
    [13] 罗迎, 张群, 封同安, 等.OFD-LFM MIMO雷达中旋转目标微多普勒效应分析及三维微动特征提取[J].电子与信息学报, 2011, 33(1):8-13. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZYX201101045.htm

    LUO Y, ZHAN G Q, FENG T A, et al.Micro-Doppler effect analysis of rotating target and three-dimensional micro-motion feature extraction in OFD-LFM MIMO radar[J].Journal of Electronics & Information Technology, 2011, 33(1):8-13(in Chinese). http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZYX201101045.htm
    [14] ALABASTER C.Pulse Doppler radar:Principles, technology, application[M].Edison, NJ:SciTech Publishing, 2012:36-42.
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-06-01
  • 录用日期:  2016-10-01
  • 网络出版日期:  2017-06-20

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