炮位侦察校射雷达最优跟踪重频的实时选择方法与流程

1.本发明属于雷达和计算机两个技术领域，涉及炮位侦察校射雷达的跟踪波束重频选择，使炮位侦察校射雷达在对目标跟踪时，目标的滤波器号在跟踪的重频的滤波器器中心，确保目标不受外界气象、电磁等环境的干扰，稳定跟踪下去。该技术可应用于相控阵电子扫描雷达等领域，特别适用于工作在tas模式下的炮位侦察校射雷达。


背景技术：

2.相控阵炮位侦察校射雷达一般以tas模式运行，在指定工作区域建立一层搜索屏，当有穿过搜索屏的弹丸目标时，经过确认后对其进行跟踪。跟踪过程中，根据目标的多普勒速度优选最佳跟踪重频，使得目标的滤波器号落入滤波器清洁区，而目标在该重频下的滤波器号越接近滤波器中心越好。一般使用几个重频作为备选重频，通过对备选重频的遍历，获取最佳跟踪重频。
3.由于目标的多普勒速度跨度很大，有些型号的雷达甚至要求从7m/s到1000m/s，近150倍的跨度，滤波器清洁区也会因气象等因素变小，有限的备选的重频数量，不能保证目标在选出的重频下滤波器落在清洁区，这就导致目标容易在跟踪过程中丢失，或者跟踪质量变差，影响后续跟踪和数据处理精度。
4.增加备选重频数量就会增加运算时间，在时间资源捉襟见肘的炮位侦察校射雷达中，显然不是可取方案。况且，备选重频也不是随意增加，需要仿真计算，每增加一个备选重频，仿真运算量会呈几何级数增长，非常不适合雷达的调试和参数调整。因此，需要寻求一种一劳永逸的方法，使得选择最优跟踪重频从雷达的设计中解放出来。


技术实现要素：

5.要解决的技术问题
6.为了解决炮位侦察校射雷达在选择跟踪重频时，目标的滤波器不能全部落入清洁区，导致跟踪丢失或者质量变差的问题，本发明提供一种炮位侦察校射雷达最优跟踪重频的实时选择方法。
7.技术方案
8.一种炮位侦察校射雷达最优跟踪重频的实时选择方法，其特征在于步骤如下：
9.步骤1：设给定的重频范围为[prf
min
，prf
max
]，则对应的重复周期范围将其改写为[pri
min
，pri
max
]，被跟踪目标的多普勒频率为设函数
[0010][0011]
步骤2：将[pri
min
，pri
max
]代入公式2，得到[g
min
，g
max
]，其中：
[0012][0013]
式中，z0，z1为整数部分，r0，r1为小数部分；
[0014]
若能找到一个整数z
p
，满足z
p
≥z0且g
min
≤(z
p
0.5)≤g
max
的条件，就一定能在[prf
min
，prf
max
]范围内选择到目标多普勒频率落在中心滤波器的重频prf
opt
：
[0015][0016]
显然，z
p
可能不存在或者不止一个值；
[0017]
步骤3：当z
p
不存在时，若|r
0-0.5|≤|r
1-0.5|时，prf
opt
＝prf
max
，反之，prf
opt
＝prf
min
；
[0018]
当z
p
不止一个时，若想采用高重频取得短波束驻留时间和大清洁区时，选z
p
中最小的代入公式4；若想采用低重频取得更好的多普勒测量精度时，选z
p
中最大的代入公式4，具体的选择策略根据雷达条件进行选择。
[0019]
一种计算机系统，其特征在于包括：一个或多个处理器，计算机可读存储介质，用于存储一个或多个程序，其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现上述的方法。
[0020]
一种计算机可读存储介质，其特征在于存储有计算机可执行指令，所述指令在被执行时用于实现上述的方法。
[0021]
有益效果
[0022]
本发明提供的一种炮位侦察校射雷达最优跟踪重频的实时选择方法，为一种快速实时优选重频的方法，在给定的重频范围内，跟踪过程中，如果目标在某个重频下的滤波器号可以是中心滤波器号，就一定能选出；如果没有，也能选出一个最佳的，且算法运算量与重频范围大小无关，比备选重频方案运算量更小，特别适合应用在时间资源紧张的实时波束调度算法中。
[0023]
该技术具有独创性和创新性，可应用于各种tas模式运行的相控阵炮位侦察校射雷达，应用前景非常广阔。
具体实施方式
[0024]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0025]
本发明的具体实施方式详细叙述如下：
[0026]
若被跟踪的目标的多普勒频率为跟踪重频为prf，对应的重复周期为pri，则：
[0027][0028]
式中，z为整数部分，r为小数部分，若r＝0.5，则prf是目标的最优重频。
[0029]
在此基础上，设给定的重频范围为[prf
min
,prf
max
]，则对应的重复周期范围将其改写为[pri
min
,pri
max
]，被跟踪目标的多普勒频率为设函数
[0030][0031]
由此可见，g是关于pri的线性函数。将[pri
min
，pri
max
]代入公式2，得到[g
min
，g
max
]，
其中：
[0032][0033]
式中，z0，z1为整数部分，r0，r1为小数部分。若能找到一个整数z
p
，满足z
p
≥z0且g
min
≤(z
p
0.5)≤g
max
的条件，就一定能在[prf
min
，prf
max
]范围内选择到目标多普勒频率落在中心滤波器的重频prf
opt
：
[0034][0035]
显然，z
p
可能不存在或者不止一个值。
[0036]
当z
p
不存在时，若|r
0-0.5|≤|r
1-0.5|时，prf
opt
＝prf
max
，反之，prf
opt
＝prf
min
。
[0037]
当z
p
不止一个时，若想采用高重频取得短波束驻留时间和大清洁区时，选z
p
中最小的代入公式4；若想采用低重频取得更好的多普勒测量精度时，选z
p
中最大的代入公式4，具体的选择策略根据雷达条件进行选择。
[0038]
显然，给定被检测目标的多普勒速度范围后，该算法对选择重频范围也有一定的指导意义，本发明在设计和实现上得以统一。
[0039]
为了使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
[0040]
实施例1：
[0041]
设给定的重复周期范围[268，396]μs，即[268
×
10-6
，396
×
10-6
]s。
[0042]
a)存在z
p
的情况
[0043]
若目标的多普勒频率根据公式2可得：
[0044][0045]
此时，g
min
＝13.4，g
ma
＝19.8，z0＝13，r0＝0.4，z1＝19，r1＝0.8。
[0046]
显然，在集合{13，14，15，16，17，18，19}中的任意一数z
p
，均满足z
p
≥z0＝13，且13.4≤(z
p
0.5)≤19.8。
[0047]
1)若想采用高重频取得短波束驻留时间和大清洁区时，令z
p
＝13，带入公式4，可得最优重复频率：
[0048][0049]
此时的最优重复周期：
[0050][0051]
2)若想采用低重频取得更好的多普勒测量精度时，令z
p
＝19，带入公式4，可得最优重复频率：
[0052][0053]
此时的最优重复周期：
[0054][0055]
b)不存在z
p
情况
[0056]
若目标的多普勒频率根据公式2可得：
[0057][0058]
此时，g
min
＝0.804，g
max
＝1.188，z0＝0，r0＝0.804，z1＝1，r1＝0.188。很明显，不存在z
p
，使得z
p
≥z0，且0.804≤(z
p
0.5)≤1.188。而因为|0.804-0.5|＝0.304＜|0.188-0.5|＝0.312，则选最优重复周期pri
opt
＝268μs。
[0059]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。