雷射引信信號處理方法與流程
2023-07-21 06:06:47 3
本發明屬於傳感器目標探測技術領域，主要應用於彈載引信，本發明還可應用於包括空面飛彈、面空飛彈在內的各類型飛彈中完成目標識別及起爆控制，實現最佳引戰配合。
背景技術：
雷射技術是60年代發展起來的高技術之一，40多年來雷射技術獲得了飛速的發展。由於雷射具有方向性尖銳，高亮度，單色性、相干性好等一系列優良特性，因此它在武器系統中得到了廣泛的應用，雷射引信就是其中之一。引信是利用環境信息、目標信息、或按指定信息，在期望時空，對彈藥實施起爆控制、點火控制及姿態控制的信息控制系統。目前，雷射引信已普遍應用到反坦克飛彈、面對空飛彈、空對面飛彈、空對空飛彈、末端彈道修正炮彈、迫擊炮彈等精確打擊武器及靈巧彈藥中。
技術實現要素：
本發明的目的是針對彈載雷射引信提出一種信號處理方法。
為了達到上述目的，本發明的技術方案是提供了一種雷射引信信號處理方法，該雷射引信信號採用六象限探測機制，其特徵在於，包括以下步驟：
步驟1、在當前採樣周期，由DSP從第一象限開始依次採集六個象限的偽隨機碼信號的幅值信息，並且讀取偽隨機碼的相關值，六個象限的幅值信息組成幅值信息數組，六個象限的相關值組成偽碼相關值數組；
步驟2、根據幅值信息數組中的幅值信息判斷得到有效強度信號的路數n，每個象限對應一路信號，若n＞2，則目標為大平面幹擾目標，取有效強度信號所在象限在偽碼相關值數組中的對應相關值，將相關值乘以預先設定的係數得到當前採樣周期的相關測距值，進入步驟3；
若n≤2，則有效強度信號所在象限在偽碼相關值數組中的對應相關值，若有至少一路有效強度信號的相關值超過設定的閾值，則進入步驟4，否則，等待下一個採樣周期到來後，返回步驟1；
步驟3、判斷當前採樣周期的相關測距值是否滿足定距要求，若滿足，則輸出起爆信號，否則，等待下一個採樣周期到來後，返回步驟1；
步驟4、將超過設定的閾值的有效強度信號的相關值乘以預先設定的係數得到當前有效強度信號所在象限在當前採樣周期的相關測距值，將其與相同象限在上一採樣周期的相關測距值相比較，若發生跳變，則進入步驟5，若未發生跳變，則進入步驟3；
步驟5、當前目標為雷達目標，繼續對雷達的方位進行判斷，確定雷達的位置，判斷當前採樣周期的相關測距值是否滿足定距要求，若滿足，則輸出方位起爆信號，否則，等待下一個採樣周期到來後，返回步驟1。
優選地，求取偽隨機碼的高電平信號的均值得到步驟1中所述幅值信息。
優選地，在所述步驟5中，通過設置某一字節8位地址空間中的任意6位地址空間來表示雷達的方位信息，任意6位地址空間中的每一位地址空間對應一個象限。
優選地，在所述任意6位地址空間中，將有效強度信號所在象限對應的地址空間的值設為1，將其他地址空間的值設為0。
本發明主要針對彈載雷射引信提出的信號處理方法，具有很強的應用背景特性，以及獨特的功能實現，其具有如下特點：
(1)信號處理實現的對象為採用六象限探測機制，並結合運用目標方位識別準則可將目標方位識別精度提高到30°以內，為配用定向起爆戰鬥部進一步提高引戰配合效率提供了前提；
(2)採用DSP做信號處理核心單元。運用目標信號識別準則及抗幹擾準則達到在複雜背景及幹擾條件下實現準確目標識別和精確實時炸點控制。
附圖說明
圖1為實施例所採用的DSP信號處理系統總體框架示意圖；
圖2為實施例中的主程序的流程圖；
圖3為實施例中的中斷處理程序的流程圖；
圖4為實施例中的目標方位識別子程序流程圖。
具體實施方式
下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之後，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落於本申請所附權利要求書所限定的範圍。
本發明提供的一種雷射引信信號處理方法的硬體可以採用如圖1所示的DSP信號處理系統，信號要送到DSP晶片進行處理，必須經過預處理，以滿足DSP晶片的要求。
DSP信號處理系統上運行的信號處理軟體採用主程序與中斷程序相結合的方式來實現。主程序主要是完成晶片的初始化工作，中斷程序主要是完成對採集的目標信號的處理，並依據一定的目標信號識別準則和方位識別準則完成對目標的識別和方位的判別，同時輸出起爆控制等控制信號。
主程序主要完成DSP晶片的初始化，它對晶片進行基本的設置，使其按要求的功能進行工作，其流程圖如圖2所示。
中斷處理程序主要是依據六象限回波信號的幅值和相關性信息及目標信號識別準則和方位識別準則，在DSP信號處理器中完成對雷達目標的識別、定距和方位判別。
結合圖3，其流程包括如下步驟：
步驟1、在當前採樣周期，由DSP從第一象限開始依次採集六個象限的偽隨機碼信號的幅值信息，並且讀取偽隨機碼的相關值，六個象限的幅值信息組成幅值信息數組，六個象限的相關值組成偽碼相關值數組。
由於偽隨機碼信號是由0和1構成的，即發射信號的幅值信息有低電平和高電平，而判斷偽隨機碼信號幅值變化特徵主要根據其高電平的讀取特徵來判別，因而需要把讀取的低電平信號去除，然後求讀取的高電平信號的均值。這裡讀取的偽隨機碼相關值也只是一個與距離值成正比的數值，還需要乘以一個係數才能得到測距值。
步驟2、根據幅值信息數組中的幅值信息判斷得到有效強度信號的路數n，每個象限對應一路信號，若n＞2，則目標為大平面幹擾目標，取有效強度信號所在象限在偽碼相關值數組中的對應相關值，將相關值乘以預先設定的係數得到當前採樣周期的相關測距值，進入步驟3。由於雷達尺寸有限，按照光學系統的設計最多只有兩路雷射能同時照射在雷達表面，因而當n＞2時，目標肯定為其它大平面幹擾目標。
若n≤2，則有效強度信號所在象限在偽碼相關值數組中的對應相關值，若有至少一路有效強度信號的相關值超過設定的閾值，則進入步驟4，否則，等待下一個採樣周期到來後，返回步驟1。
雷達目標回波信號與本地碼信號相關，而樹木等反射回波信號與本地碼信號的相關度很小。若為雷達目標信號，則至少有一路回波信號與相應的本地碼信號相關，否則一定不是雷達目標。
步驟3、判斷當前採樣周期的相關測距值是否滿足定距要求，若滿足，則輸出起爆信號，否則，等待下一個採樣周期到來後，返回步驟1；
步驟4、將超過設定的閾值的有效強度信號的相關值乘以預先設定的係數得到當前有效強度信號所在象限在當前採樣周期的相關測距值，將其與相同象限在上一採樣周期的相關測距值相比較，若發生跳變，則進入步驟5，若未發生跳變，則進入步驟3；
當回波強信號與相應本地碼相關時還需進一步判別雷達邊緣信號的反射特徵，即是否有距離跳變。當有距離跳變，且滿足雷達邊緣信號幅度特徵時，可以判斷此目標為雷達目標。
步驟5、當前目標為雷達目標，繼續對雷達的方位進行判斷，確定雷達的位置，判斷當前採樣周期的相關測距值是否滿足定距要求，若滿足，則輸出方位起爆信號，否則，等待下一個採樣周期到來後，返回步驟1。
對於雷達目標和非雷達目標，都應根據各自的測距要求和脫靶量要求，輸出相應的起爆信號。若為雷達目標，則應繼續對雷達的方位進行判斷，確定雷達的位置，輸出相應的方位起爆信號；若回波強信號與本地碼信號相關，但前後兩次探測沒有距離跳變，則應根據一定的測距高度輸出起爆信號；若回波強信號與本地碼信號不相關，則應返回中斷程序入口，進行下一次探測。
對雷達的方位進行判斷的流程參見圖4，因為只有一路或者兩路為強信號時才可能需要判斷方位。通過設置某一字節8位地址空間中的後6位為方位信息，並初始化為a7a6a5a4a3a2a1a0＝00000000，若獲得強信號路號為i，則對應標誌位賦值ai＝1。如若第2和第3路為強信號，則a7a6a5a4a3a2a1a0＝00000110，因而通過地址控制，輸出該值給方向控制電路即可達到自適應方位起爆。