基于北斗导航的PR海面目标联合定位与跟踪方法
作者:
作者单位:

1.电子科技大学 信息与通信工程学院,四川 成都 611731;2.清华大学 电子工程系,北京 100084

作者简介:

李奥成(2001-),男,在读硕士研究生,主要研究方向为外辐射源雷达探测与成像.email: 1021616694@qq.com.
黄 川(1994-),男,博士,主要研究方向为外辐射源雷达运动目标探测与成像.
李中余(1988-),男,博士,教授,主要研究方向为双/多基雷达海面目标检测与成像技术.
杨 青(1997-),男,博士,主要研究方向为合成孔径雷达成像和运动目标成像.
安洪阳(1992-),男,博士,副教授,主要研究方向为合成孔径雷达和稀疏信号处理.
武俊杰(1982-),男,博士,教授,主要研究方向为前视SAR成像技术.
杨建宇(1963-),男,博士,教授,主要研究方向为新体制雷达成像技术.

通讯作者:

基金项目:

伦理声明:



Joint localization and tracking method of BeiDou-based PR for maritime target
Author:
Ethical statement:

Affiliation:

1.School of Communication and Information Engineering,University of Electronic Science and Technology of China,Chengdu Sichuan 611731,China;2.Department of Electronic Engineering,Tsinghua University,Beijing 100084,China

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    摘要:

    随着北斗导航系统的应用完善,外辐射源雷达(PR)获得了全天时、全天候和广域覆盖的机会信号源,在海面监测领域具有巨大的应用价值,但极低的信噪比条件和非线性时-空变结构,导致传统雷达定位与跟踪方法难以有效适用。本文提出一种融合多卫星辐射源的海面目标联合定位与跟踪(JLT)方法,通过长时间积累将各卫星回波能量聚焦至双基距离差-多普勒质心-多普勒调频率(DBR-DC-DFR)域,利用同一目标在不同卫星照射下的DFR一致性特征,将多基积累结果联合投影至 X- Y- V r域进行非相干融合,从而实现初始定位和速度估计。然后,针对外辐射源雷达的非线性量测模型,采用粒子滤波(PF)联合多卫星实现运动目标的精确跟踪。仿真实验验证了该方法能提高目标的状态估计性能,并有效降低目标轨迹误差。

    Abstract:

    With the global deployment of the BeiDou navigation system, Passive Radar(PR) has gained access to all-weather, continuous, and wide-coverage opportunistic signals, demonstrating significant potential for maritime surveillance. However, the extremely low signal-to-noise ratio and nonlinear spatio-temporal variations challenge the effectiveness of conventional radar localization and tracking methods. A Joint Localization and Tracking(JLT) method is proposed for maritime targets by fusing multi-satellite illuminators. The approach involves long-time coherent integration of echoes into the Difference Bistatic Range(DBR),Doppler Centroid(DC),and Doppler Frequency Rate(DFR) domain. Leveraging the consistency of DFR, the multi-static results are projected and non-coherently fused in the X- Y- V r domain to achieve initial target localization and velocity estimation. Subsequently, a Particle Filter(PF) is employed to address the nonlinear measurement model of PR, enabling precise multi-satellite tracking of moving targets. Simulation results confirm that the proposed method enhances the performance of state estimation and significantly reduces trajectory estimation errors.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

李奥成,黄川,李中余,杨青,安洪阳,武俊杰,杨建宇.基于北斗导航的PR海面目标联合定位与跟踪方法[J].太赫兹科学与电子信息学报,2025,23(8):793~803

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  • 收稿日期:2025-03-13
  • 最后修改日期:2025-05-08
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  • 在线发布日期: 2025-09-01
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