空中目标协同探测方法及星地一体化多源雷达系统与流程

1.本发明涉及一种空中目标协同探测方法及星地一体化多源雷达系统。


背景技术：

2.空中目标搜索探测以及跟踪监视等技术关乎领土安全，因此一些国家对此设计了多样化的地基雷达装备，以对空中目标实现高性能预警探测与监视。随着空间基础设施的完善，一些雷达系统具备了全天时全天候对地覆盖优势，能够作为地基被动雷达的天基外辐射源信号，用于对空中目标探测跟踪。随着一系列小卫星sar星座计划的逐步实施，大量工作于c波段与x波段的sar卫星开始在轨服役。同时，也存在一些工作于l波段的卫星，其辐射的l波段信号可以看成周期性连续波信号，能够对全球区域实现全时段连续覆盖。但是，无人机等低小慢目标仍然会对地基雷达的探测带来巨大挑战。
3.另外，现有的地基雷达大多主动发射大功率信号，以实现对空中目标预警探测。但是，随着电子对抗等技术的飞速发展，大功率信号极易被截获与欺骗干扰。而若借助sar卫星、导航卫星等天基辐射信号作为地基雷达的信号源，不仅可以避免主动大功率信号被截获与干扰，还可形成天基多发、地基多收式的混合mimo雷达，以提升对空中隐身目标探测跟踪能力。
4.但是，虽然一些技术开展了导航卫星信号的地基雷达探测技术，但受限于导航卫星信号的功率与信号带宽，对空中目标的定位能力仍然有限。再加上sar卫星受大功耗与星上能源等限制，更无法实现全时段连续对地观测，通常每个轨道周期仅工作3-30分钟。因此，如何探索新体制雷达技术，综合利用sar卫星、导航卫星等多源信号实现协同探测与跟踪，以解决无人机等低小慢目标的探测监视问题成为了领域内亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种空中目标协同探测方法及星地一体化多源雷达系统。
6.为实现上述发明目的，本发明提供一种空中目标协同探测方法及星地一体化多源雷达系统，方法包括以下步骤：
7.a、对空中目标进行搜索；
8.b、对sar卫星的工作模式与参数进行重构；
9.c、对搜索到的空中目标进行跟踪，获得空中目标运动轨迹。
10.根据本发明的一个方面，所述步骤(a)包括：
11.a1、接收导航卫星直达信号，并提取其时间同步信息、频率同步信息与参考码信号；
12.a2、接收导航卫星信号的目标散射信号，并对其进行匹配滤波、方位向相参处理；
13.a3、对相参处理后的回波信号进行杂波估计，获得杂波能量概率分布函数；
14.a4、对相参处理后的回波信号进行空中目标检测，根据杂波能量概率分布函数及空中目标飞行速度确定检测阈值，获得空中目标位置与散射强度。
15.根据本发明的一个方面，所述步骤(b)包括：
16.b1、根据空中目标位置与散射强度，结合sar卫星资源约束，建立多目标优化函数，进行智能寻优求解，获得最优化的sar卫星工作模式与参数；
17.b2、将最优化的sar卫星工作模式与参数编制成指令数据流，通过地面测控站上注到sar卫星进行配置。
18.根据本发明的一个方面，所述步骤(c)包括：
19.c1、接收sar卫星直达信号；
20.c2、提取sar卫星直达信号的时间同步信息、频率同步信息与参考信号；
21.c3、接收sar卫星信号的目标散射信号；
22.c4、对sar卫星信号的目标散射信号进行距离向脉冲压缩、方位向相参处理；
23.c5、对相参处理后的回波信号进行杂波估计，获得杂波能量概率分布函数；
24.c6、对相参处理后的回波信号进行空中目标检测，根据杂波能量概率分布函数、空中目标飞行速度确定检测阈值，获得空中目标位置；
25.c7、对空中目标的连续多个位置进行卡尔曼滤波，获得空中目标的飞行轨迹。
26.星地一体化多源雷达系统，包括：
27.多源卫星直达信号接收系统，用于同时接收导航卫星直达信号与sar卫星直达信号，并提取多源卫星信号的同步信息与参考信号；
28.目标散射信号接收系统，用于同时接收导航卫星与sar卫星的空中目标散射信号，并对多源回波信号进行综合处理，实现空中目标搜索探测与跟踪；
29.频率综合与时钟管理单元，用于为所述多源卫星直达信号接收系统和所述目标散射信号接收系统提供l频段本振信号、c频段本振信号、x频段本振信号与工作时钟；
30.星地一体化雷达模式智能重构单元，用于对sar卫星工作模式与参数进行智能优化，获得sar卫星的最优化工作模式与参数。
31.根据本发明的一个方面，所述多源卫星直达信号接收系统包括：
32.第一多频段共孔径天线，用于同步接收l频段导航卫星直达信号、c频段与x频段sar卫星直达信号；
33.第一高灵敏度接收机，用于对l频段导航卫星直达信号进行低噪声放大、下变频、带通滤波、低噪声放大与采样量化，获得数字域基带导航卫星直达复信号；
34.第一接收机，用于对c频段sar卫星直达信号进行低噪声放大、下变频、带通滤波、低噪声放大与采样量化，获得数字域基带sar卫星直达复信号；
35.第二接收机，用于对x频段sar卫星直达信号进行低噪声放大、下变频、带通滤波、低噪声放大与采样量化，获得数字域基带sar卫星直达复信号；
36.同步信号与参考信号提取单元，用于提取导航卫星直达信号与sar卫星直达信号的时间同步信息、频率同步信息与参考信号，为空中目标散射信号处理提供时频基准。
37.根据本发明的一个方面，所述目标散射信号接收系统包括：
38.第二多频段共孔径天线，用于同步接收l频段导航卫星的目标散射信号、c频段与x频段sar卫星的目标散射信号；
39.第二高灵敏度接收机，用于对l频段导航卫星的目标散射信号进行低噪声放大、下变频、带通滤波、低噪声放大与采样量化，获得数字域基带回波复信号；
40.第三接收机，用于对c频段sar卫星的目标散射信号进行低噪声放大、下变频、带通滤波、低噪声放大与采样量化，获得数字域基带回波复信号；
41.第四接收机，用于对x频段sar卫星的目标散射信号进行低噪声放大、下变频、带通滤波、低噪声放大与采样量化，获得数字域基带回波复信号；
42.多源雷达信号与信息综合处理单元，用于对多源回波信号进行距离向脉冲压缩、方位向相参处理、目标检测与轨迹形成。
43.根据本发明的一个方面，多频段共孔径天线包括：
44.多频段共孔径天线辐射单元，用于同时接收l频段导航卫星直达信号或目标散射信号、c频段sar卫星直达信号或目标散射信号、x频段sar卫星直达信号或目标散射信号；
45.l波段天线射频接口，用于输出接收到的l频段导航卫星直达信号或目标散射信号，对于导航直达信号接收时，输出为右旋圆极化；对于目标散射信号接收时，输出为左旋圆极化；
46.c频段垂直极化天线射频接口，用于输出接收到的c频段垂直极化的sar卫星直达信号或目标散射信号；
47.x频段垂直极化天线射频接口，用于输出接收到的x频段垂直极化的sar卫星直达信号或目标散射信号；
48.c频段水平极化天线射频接口，用于输出接收到的c频段水平极化的sar卫星直达信号或目标散射信号；
49.x频段水平极化天线射频接口，用于输出接收到的x频段水平极化的sar卫星直达信号或目标散射信号；
50.x频段天线辐射单元，用于接收x频段sar卫星直达信号或目标散射信号；
51.c频段天线辐射单元，用于接收c频段sar卫星直达信号或目标散射信号；
52.l频段天线辐射单元，用于接收l频段导航卫星直达信号或目标散射信号；
53.用于接收直达信号的多频段共口径天线的长度为l1，宽度为w1；
54.用于接收目标散射信号的多频段共口径天线的长度为l2，宽度为w2；
55.其中，w1＜＜w2，l1＜＜l2，c波段的水平极化与垂直极化的隔离度大于(优于)25db，x波段的水平极化与垂直极化的隔离度大于(优于)25db。
56.根据本发明的一个方面，多源雷达信号与信息综合处理流程包括：
57.d1、将连续接收的目标散射信号转化成二维回波数据，并进行多步信号处理；
58.d2、对回波信号进行杂波估计与空中目标检测，并提取目标飞行轨迹；
59.回波信号处理包括：
60.e1、滤除带外噪声与干扰；
61.e2、以时间同步为脉冲重复周期，将一维连续采样的散射信号转化为二维回波数据；
62.e3、对回波数据进行频率补偿；
63.e4、对二维回波信号沿快时方向进行脉冲压缩处理；
64.e5、对二维回波信号沿方位向或慢时方向进行相参积累；
65.目标检测与轨迹提取包括：
66.f1、对相参处理后的二维回波信号进行杂波估计，获得杂波能量概率分布函数；
67.f2、对二维回波信号进行目标检测，根据杂波能量概率分布函数与飞行速度计算检测阈值，实现空中目标检测；
68.f3、对空中目标的多个位置点进行卡尔曼滤波处理，提取空中目标飞行轨迹；
69.星地一体化雷达模式智能重构处理包括：
70.g1、将大范围搜索到的空中目标信息作为多目标函数的输入，包括目标位置、散射强度、飞行速度；
71.g2、将地面端雷达接收系统的资源信息作为多目标函数的输入，包括地面端雷达位置、接收天线口径、接收系统灵敏度、接收系统动态范围；
72.g3、将sar卫星的资源约束作为多目标函数的输入，包括信号带宽bw、信号时宽t
p
、波束指向波束驻留时间t
spot
、脉冲重复频率f
prf
，其中，θ
in
与分别为波束指向的入射角与方位角；
73.g4、构建多目标优化函数，优化目标函数包括空中目标回波信号的信杂噪比(scnr)最大化空中目标跟踪时间最大化空中目标探测分辨率最大化其中，f1(
·
)、f2(
·
)与f3(
·
)分别表示空中目标回波信号的scnr函数、对空中目标的跟踪时间函数与对空中目标的探测分辨率函数；
74.多目标优化函数为max{c1·
f1(
·
) c2·
f2(
·
) c3·
f3(
·
)}，其中，且满足c1∈(0.3,0.4)，c2∈(0.4,0.5)与c1∈(0.1,0.2)；
75.g5、利用遗传优化算法对多目标优化函数进行寻优求解，获得sar卫星最优化的工作模式与参数；
76.g6、将最优化的工作模式与参数形成指令数据流，发送至地面测控站。
77.根据本发明的一个方面，所述系统的探测场景包括空间端发射与地面端接收；
78.空间端发射为，导航卫星全天时全天候全时段的对地球发射l波段连续波信号，sar卫星根据地面测控站指令向指定区域发射c波段或x波段sar信号；
79.地面端接收为，地面端雷达接收系统同时接收导航卫星与sar卫星的直达波信号及空中目标散射信号，经过综合处理后，获得空中目标位置与飞行轨迹，并将智能优化得到的sar卫星工作模式与参数通过地面测控站上注到sar卫星，实现星地一体化多源雷达的智能协同搜索与跟踪；
80.其中，地面端雷达接收系统包括两幅多频段共口径天线，一幅天线用于对导航卫星与sar卫星的直达波进行接收，另一幅天线用于对导航卫星与sar卫星的目标散射信号进行接收。
81.根据本发明的构思，提出一种星地一体化多源雷达系统与空中目标智能协同探测方法，可利用天基外辐射源信号对空中目标进行搜索探测与跟踪。系统在地面布设两套多频段共孔径天线，一套多频段共孔径天线对sar卫星信号直达波与导航卫星信号直达波进行接收，提取时间同步、频率同步与参考信号等信息；另一套多频段共孔径天线对sar卫星信号的散射信号与导航卫星信号的散射信号进行接收，获取空中目标的散射信息。利用导航卫星信号及其散射信号对大范围空中目标进行搜索探测，利用sar卫星信号及其散射信号对空中目标进行跟踪监视，形成卫星发射、地面接收的星地一体化多源雷达系统实现空中目标探测跟踪。
82.根据本发明的一个方案，利用相参处理与cfar检测等方法对导航卫星信号的散射信号进行处理，实现空中目标的大范围搜索探测。并根据搜索探测结果，智能生成sar卫星工作模式与参数，通过地面测控站将sar卫星工作模式与参数指令发送给sar卫星，sar卫星按工作模式与参数指令，对星载sar天线波束指向、波束驻留时间、信号带宽、信号脉宽等参数进行控制，地面多频段共孔径天线对星载sar信号的散射信号进行接收。利用相参处理与cfar检测与卡尔曼滤波等方法，实现空中目标的长时间跟踪与监视。相比于现有的地基主动雷达探测监视系统，不需要地面端发射大功率雷达信号，仅利用已有的导航卫星与sar卫星直达信号及其散射信号，即可实现空中目标搜索大范围探测与长时间跟踪监视，使地面端雷达接收系统处于隐蔽状态，具有功耗低、自身隐蔽性强、无源探测、反隐身、不易被欺骗干扰等优势。并且，可以同时接收导航卫星与sar卫星等多源天基信号，从而形成卫星多个发射、地面接收的星地一体化多源雷达。
83.根据本发明的一个方案，雷达工作模式可以智能重构，即，地面端雷达接收系统根据搜索到的空中目标位置与散射强度等信息，结合sar卫星资源约束，建立多目标优化函数模型，利用遗传智能优化算法对多目标优化函数进行快速求解，获得sar卫星最优化的工作模式与参数组合，通过地面测控站上注到sar卫星进行配置，实现最优化的星地一体化雷达智能协同探测跟踪，具备良好的反隐身探测能力。
84.根据本发明的一个方案，在进行大范围空中目标搜索时，利用一幅多频段共孔径天线的l波段天线对导航卫星信号的直达波进行接收与处理，提取导航卫星信号的时间同步、频率同步与参考码信号；利用另一幅多频段共孔径天线的l波段天线对导航卫星信号的目标散射信号进行接收与处理，将提取出的时间同步信号作为脉冲触发周期，形成二维回波信号。根据提取的频率同步信息，对二维回波信号进行频率补偿，从而降低多普勒偏移对匹配滤波的影响。将提取的参考码信号沿快时方向对二维回波信号进行匹配滤波处理，以提高空中目标信杂噪比。并利用相参处理算法沿慢时方向对二维回波信号进行复数叠加，以进一步提升空中目标信杂噪比。利用cfar检测对相参处理后的回波信号进行目标检测，获得空中目标位置与散射强度等信息。
85.根据本发明的一个方案，在进行星地一体化模式智能重构时，根据空中目标位置与散射强度等信息，结合sar卫星资源等约束，建立多目标优化函数，对sar卫星的信号带宽、信号时宽、波束指向、波束驻留时间、脉冲重复频率等资源进行优化。优化目标函数1为空中目标scnr最大化，优化目标函数2为空中目标跟踪时间最大化，优化目标函数3为空中目标探测分辨率最大化。利用遗传智能优化算法对多目标优化函数进行寻优求解，获得最优化的信号带宽、信号时宽、波束指向、波束驻留时间、脉冲重复频率等资源。将最优化的信号带宽、信号时宽、波束指向、波束驻留时间、脉冲重复频率等资源编制成工作模式与参数控制指令，通过地面测控站上注至sar卫星，sar卫星根据上注的工作模式与参数进行配置。
86.根据本发明的一个方案，在进行空中目标长时间跟踪时，利用一幅多频段共孔径天线的c波段天线或x波段天线对sar卫星信号的直达波进行接收与处理，提取sar卫星信号的时间同步、频率同步与参考信号；利用另一幅多频段共孔径天线的c波段天线或x波段天线对sar卫星信号的目标散射信号进行接收与处理，将提取出的时间同步信号作为脉冲触发周期，形成二维回波信号。将提取的参考信号沿快时方向对二维回波信号进行匹配滤波处理，提高空中目标信杂噪比。利用相参处理算法沿慢时方向对二维回波信号进行复数叠
加，进一步提升空中目标信杂噪比。利用cfar检测对相参处理后的回波信号进行目标检测，获得空中目标位置，利用卡尔曼滤波对多个位置点进行处理，提取空中目标飞行轨迹。
附图说明
87.图1示意性表示本发明的一种实施方式的星地一体化多源雷达系统工作流程图(同时也为空中目标协同探测方法流程图)；
88.图2表示本发明的一种实施方式的星地一体化多源雷达系统的探测场景示意图；
89.图3示意性表示本发明的一种实施方式的星地一体化多源雷达系统组成图；
90.图4表示本发明的一种实施方式的多频段共孔径天线组成示意图；
91.图5示意性表示本发明的一种实施方式的多源雷达信号与信息综合处理流程图；
92.图6示意性表示本发明的一种实施方式的星地一体化雷达模式智能重构处理流程图。
具体实施方式
93.为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
94.下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施方式。
95.参见图1，本发明的空中目标智能协同探测方法，可应用于天基分布式高分宽幅sar系统关键技术研究，实现空中目标大范围搜索与长时间跟踪。本方法中，首先进行大范围空中目标搜索10，即，对导航卫星信号及其散射信号进行接收与处理，实现大范围空中目标搜索探测，提取空中目标位置与散射强度等信息。然后，进行星地模式智能重构20，即，对sar卫星的工作模式与参数进行智能重构，实现最优化的sar卫星发射与地面端接收组合，进而实现星地一体化雷达模式智能重构与最优化探测。最后，进行空中目标长时间跟踪30，即，对搜索到的空中目标进行长时间跟踪，获得空中目标运动轨迹。
96.本发明中，大范围空中目标搜索10包括：接收导航卫星直达信号101，从而提供导航卫星散射信号处理所需要的直达信号源；同步信息与参考信号提取102，即，提取导航卫星信号的时间同步信息、频率同步信息与参考码信号等；接收导航卫星信号的目标散射信号103，从而提供空中目标搜索所需要的回波信号；相参处理104，即，对导航卫星的目标散射信号进行匹配滤波、方位向相参处理等操作，以提升空中目标回波信号的信杂噪比；杂波估计105，即，对相参处理后的回波信号进行杂波估计，获得杂波能量概率分布函数；空中目标检测106，即，对相参处理后的回波信号进行空中目标检测，根据杂波能量概率分布函数及空中目标飞行速度等先验信息，确定检测阈值，获得空中目标位置与散射强度等信息。
97.本发明中，星地模式智能重构20包括：利用sar卫星工作模式与参数智能生成器201根据空中目标位置与散射强度等信息，结合sar卫星资源约束，建立多目标优化函数，进行智能寻优求解，获得最优化的sar卫星工作模式与参数，以实现sar卫星的工作模式与参数的优化；sar卫星工作模式与参数指令上注202，即，将最优化的sar卫星工作模式与参数
编制成指令数据流，通过地面测控站上注到sar卫星进行配置。
98.本发明中，空中目标长时间跟踪30包括：接收sar卫星直达信号301，提供sar卫星散射信号处理所需要的直达信号源；sar同步信息与参考信号提取302，即，提取sar卫星直达信号的时间同步信息、频率同步信息与参考信号等；接收sar卫星信号的目标散射信号303，从而提供空中目标长时间跟踪所需要的回波信号；相参处理304，即，对sar卫星信号的目标散射信号进行距离向脉冲压缩、方位向相参处理等操作，以提升空中目标回波信号的信杂噪比；杂波估计305，即，对相参处理后的回波信号进行杂波估计，获得杂波能量概率分布函数；空中目标检测306，即，对相参处理后的回波信号进行空中目标检测，根据杂波能量概率分布函数、空中目标飞行速度等先验信息，确定检测阈值，获得空中目标位置；空中目标轨迹跟踪307，即，对空中目标的连续多个位置进行卡尔曼滤波，获得空中目标的飞行轨迹。
99.如此，本发明利用导航卫星信号的直达波与空中目标散射信号，实现空中目标的大范围搜索探测，获得空中目标初始位置与散射信号强度。根据搜索得到的空中目标位置与散射信号强度，在地面端实现sar卫星工作模式与参数的智能重构，并通过地面测控站向sar卫星上注工作模式与参数指令，sar卫星根据指令调整相应工作模式与参数，进而实现星地一体化模式智能重构。利用sar卫星信号的直达波与空中目标散射信号，实现对空中目标的长时间跟踪，获得空中目标的飞行轨迹。
100.参见图2，本发明的星地一体化多源雷达系统的探测场景包括空间端发射与地面端接收。空间端发射为，导航卫星全天时全天候全时段的对地球发射l波段连续波信号，sar卫星根据地面测控站指令向指定区域发射c波段或x波段sar信号；地面端接收为，地面端雷达接收系统同时接收导航卫星与sar卫星的直达波信号及空中目标散射信号，经过综合处理后，获得空中目标位置与飞行轨迹，并将智能优化得到的sar卫星工作模式与参数通过地面测控站上注到sar卫星，实现星地一体化多源雷达的智能协同搜索与跟踪。其中，地面端雷达接收系统包括两幅多频段共口径相控阵天线，均能同时工作在l频段、c频段与x频段。两幅天线不需要主动发射信号，仅需接收信号，具体的，一幅天线用于对导航卫星与sar卫星信号的直达波进行接收，另一幅天线用于对导航卫星与sar卫星信号的目标散射信号进行接收。
101.参见图3，本发明的星地一体化多源雷达系统，包括：多源卫星直达信号接收系统40，用于同时接收导航卫星直达信号与sar卫星直达信号，并提取多源卫星信号的同步信息与参考信号等；目标散射信号接收系统60，用于同时接收导航卫星与sar卫星的空中目标散射信号，并对多源回波信号进行综合处理，实现空中目标搜索探测与跟踪；频率综合与时钟管理单元50，用于给多源卫星直达信号接收系统40和目标散射信号接收系统60等提供l频段本振信号、c频段本振信号、x频段本振信号与工作时钟等；星地一体化雷达模式智能重构单元70，用于对sar卫星工作模式与参数进行智能优化，获得sar卫星的最优化工作模式与参数。
102.多源卫星直达信号接收系统40包括：第一多频段共孔径天线401，用于同步接收l频段导航卫星直达信号、c频段与x频段sar卫星直达信号；第一高灵敏度接收机402，用于对l频段导航卫星直达信号进行低噪声放大、下变频、带通滤波、低噪声放大与采样量化，获得数字域基带导航卫星直达复信号；第一接收机403，用于对c频段sar卫星直达信号进行低噪
声放大、下变频、带通滤波、低噪声放大与采样量化，获得数字域基带sar卫星直达复信号；第二接收机404，用于对x频段sar卫星直达信号进行低噪声放大、下变频、带通滤波、低噪声放大与采样量化，获得数字域基带sar卫星直达复信号；同步信号与参考信号提取单元405，用于提取导航卫星直达信号与sar卫星直达信号的时间同步信息、频率同步信息与参考信号等，为空中目标散射信号处理提供时频基准。
103.目标散射信号接收系统60包括：第二多频段共孔径天线601，用于同步接收l频段导航卫星的目标散射信号、c频段与x频段sar卫星的目标散射信号；第二高灵敏度接收机602，用于对l频段导航卫星的目标散射信号进行低噪声放大、下变频、带通滤波、低噪声放大与采样量化，获得数字域基带回波复信号；第三接收机603，用于对c频段sar卫星的目标散射信号进行低噪声放大、下变频、带通滤波、低噪声放大与采样量化，获得数字域基带回波复信号；第四接收机604，用于对x频段sar卫星的目标散射信号进行低噪声放大、下变频、带通滤波、低噪声放大与采样量化，获得数字域基带回波复信号；多源雷达信号与信息综合处理单元605，用于对多源回波信号进行距离向脉冲压缩、方位向相参处理、目标检测与轨迹形成等。
104.参见图4，多频段共孔径天线包括：多频段共孔径天线辐射单元801，用于同时接收l频段导航卫星直达信号或目标散射信号、c频段sar卫星直达信号或目标散射信号、x频段sar卫星直达信号或目标散射信号；l波段天线射频接口802，用于输出接收到的l频段导航卫星直达信号或目标散射信号，对于导航直达信号接收时，输出为右旋圆极化；对于目标散射信号接收时，输出为左旋圆极化；c频段垂直极化天线射频接口803，用于输出接收到的c频段垂直极化的sar卫星直达信号或目标散射信号；x频段垂直极化天线射频接口804，用于输出接收到的x频段垂直极化的sar卫星直达信号或目标散射信号；c频段水平极化天线射频接口805，用于输出接收到的c频段水平极化的sar卫星直达信号或目标散射信号；x频段水平极化天线射频接口806，用于输出接收到的x频段水平极化的sar卫星直达信号或目标散射信号；x频段天线辐射单元807，用于接收x频段sar卫星直达信号或目标散射信号；c频段天线辐射单元808，用于接收c频段sar卫星直达信号或目标散射信号；l频段天线辐射单元809，用于接收l频段导航卫星直达信号或目标散射信号。用于接收卫星直达信号(直达波)的多频段共口径天线的长度为l1，宽度为w1；用于接收目标散射信号的多频段共口径天线的长度为l2，宽度为w2；其中，w1＜＜w2，l1＜＜l2，c波段的水平极化与垂直极化的隔离度大于25db，x波段的水平极化与垂直极化的隔离度大于25db。如此，多频段共孔径天线的l波段工作于左旋圆极化或右旋圆极化，用于对导航卫星的直达波或目标散射信号进行接收；多频段共孔径天线的c波段与x波段工作于水平极化与垂直极化，用于对sar卫星的直达波或目标散射信号进行接收。
105.参见图5，多源雷达信号与信息综合处理流程包括：回波信号处理901，即，将连续接收的目标散射信号转化成二维回波数据，并进行多步信号处理，以提升回波信号的信杂噪比；目标检测与轨迹提取902，即，对回波信号进行杂波估计与空中目标检测，并提取目标飞行轨迹。
106.回波信号处理901包括：进行低通滤波9011，以滤除带外噪声与干扰；二维数据形成9012，即，以时间同步为脉冲重复周期，将一维连续采样的散射信号转化为二维回波数据；对回波数据进行频率补偿9013；匹配滤波9014，对二维回波信号沿快时方向进行脉冲压
缩处理，以提高信噪比；方位向信号相参处理9015，对二维回波信号沿方位向或慢时方向进行相参积累，以进一步提升信噪比。
107.目标检测与轨迹提取902包括：对相参处理后的二维回波信号进行杂波估计9021，获得杂波能量概率分布函数；对二维回波信号进行目标检测9022，根据杂波能量概率分布函数与飞行速度等先验信息，计算检测阈值，实现空中目标检测；目标轨迹提取9023，对空中目标的多个位置点进行卡尔曼滤波处理，提取空中目标飞行轨迹。
108.参见图6，星地一体化雷达模式智能重构处理包括：获取空中目标先验信息1011，即，将大范围搜索到的空中目标信息作为多目标函数的输入，包括目标位置、散射强度、飞行速度等信息；地面雷达接收系统资源约束1012，即，将地面端雷达接收系统的资源信息作为多目标函数的输入，包括地面端雷达位置、接收天线口径、接收系统灵敏度、接收系统动态范围等信息；sar卫星资源约束1013，即，将sar卫星的资源约束作为多目标函数的输入，包括信号带宽bw、信号时宽t
p
、波束指向波束驻留时间t
spot
、脉冲重复频率f
prf
等资源信息，其中，θ
in
与分别为波束指向的入射角与方位角；多目标函数构建1014，即，构建多目标优化函数，优化目标函数包括空中目标回波信号scnr最大化空中目标跟踪时间最大化空中目标探测分辨率最大化多目标优化函数为max{c1·
f1(
·
) c2·
f2(
·
) c3·
f3(
·
)}，其中，且为了实现更长时间的空中目标跟踪，满足c1∈(0.3,0.4)，c2∈(0.4,0.5)与c1∈(0.1,0.2)；智能优化算法求解1015，即，利用遗传优化算法对多目标优化函数进行寻优求解，获得sar卫星最优化的工作模式与参数；利用sar卫星工作模式生成器1016将最优化的工作模式与参数形成指令数据流，发送至地面测控站。其中，f1(
·
)、f2(
·
)与f3(
·
)分别表示空中目标回波信号的scnr函数、对空中目标的跟踪时间函数与对空中目标的探测分辨率函数。
109.由此可见，本发明的星地一体化多源雷达系统与空中目标智能协同探测方法，不需要地面端发射大功率雷达信号，仅利用已有的导航卫星与sar卫星信号，即可实现空中目标搜索探测与跟踪监视，使地面端雷达接收系统处于隐蔽状态，具有功耗低、自身隐蔽性强、不易被欺骗干扰等优势。同时，可以形成卫星多个发射、地面接收的星地一体化多源雷达，工作模式可以根据空中目标位置与散射强度等先验信息进行智能重构，具备良好的反隐身探测能力，在空中目标大范围搜索探测与长时间跟踪等应用方面具有巨大潜力，具有较高的应用价值和广阔的市场应用前景。
110.以上所述仅为本发明的一个实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。