基于统一运动学向量的多卫星GNSS无源雷达时空混合相干集成方法

《Sensors》：A Spatiotemporal Hybrid Integration Algorithm for Airborne Target Detection and Localization in Multi-Illuminator GNSS-Based Passive Radar

　　

摘要

本文探讨了基于全球导航卫星系统（GNSS）的无源雷达在飞机检测与定位中固有的功率预算限制问题，并通过利用多个卫星照射源进行时空混合集成来解决该问题。与单照射源操作相比，链路间耦合效应（表现为不同双基地链路中差异显著的距离和多普勒特征）对相干能量组合构成了巨大障碍。为了克服这一挑战，我们首先引入了统一运动学向量（UKV），将目标状态投影到链路解耦的共同域中。UKV 封装了目标到达方向（DOA）和单基地距离，这三个参数在所有共享同一接收机的双基地链路间保持近似不变。基于 UKV，我们开发了一种链路间距离缩放对齐（IRSA）算法，该算法沿 UKV 约束轨迹相干集成目标回波，并将积累的能量投影到共享的单基地距离、零多普勒网格上。这种配准将来自不同链路的目标响应在统一的空间坐标上对齐，从而实现跨照射源真正的信号级融合。当应用于多个相干帧时，UKV-IRSA 将亚噪声目标能量提升到清晰可检测的水平。广泛的数值模拟和真实数据实验证实了所提出方法的有效性。