高频地波雷达(包括单基地和双基地)是唯一能检测海面上百公里目标的长距岸基雷达系统,它利用高频垂直极化电磁波在盐水中具有低衰减的传播特性,对低空飞行目标进行超视距实时探测。但是垂直方向无法得到窄波束使得高频地波雷达只具有二维观测能力,无法直接获取高度信息。基于此背景,本文通过深入的理论分析,研究单/双基地高频地波雷达高度估计关键技术,获取飞行目标的高度信息,构建高频地波雷达飞行目标三维信息场,提高高频地波雷达的监视和预警能力,拓展高频雷达的应用范围。本文主要研究内容如下:本文首先研究了高频地波雷达的基本原理及飞行目标高度估计的算法。对目标回波强度、传播衰减模型以及目标特性等做了简单分析,重点对单基地高频地波雷达中采用的扩展卡尔曼滤波这一非线性滤波算法作了详细介绍。同时,研究双基地高频地波雷达的基本原理,提出高度估计的方法。其次,针对单基地高频地波雷达的飞行目标高度估计,本文采用基于扩展卡尔曼滤波器的方法,通过仿真表明该算法能够有效估计飞行目标的高度。针对目标RCS的起伏特性,引入自回归模型对目标RCS进行实时估计,仿真数据表明该方法对目标状态的精确描述能够提高高度估计精度。针对部分等高飞行目标,提出一种新的单基地高频地波雷达目标高度估计方法,利用目标任意一段飞行状态信息对目标航向速度和高度进行估计,并论证了该方法计算简单且精度较高。最后,针对双基地高频地波雷达的飞行目标高度估计,由于测量数据的冗余性,本文利用不同的测量子集对飞行目标高度信息进行估计。首先通过单一测量子集对飞行目标高度进行估计,分析不同测量下的定位精度(GDOP)。其次,为了充分利用冗余信息,提高目标高度估计精度,本文采用加权最小二乘法对雷达获得的四个测量值中的任意三个进行组合目标估计高度。为了简化计算量,针对不同区域的不同定位精度,提出了采用优势区域划分的方法,即对探测区域中的不同区域块,采用不同的高度估计组合,从而更合理地提高估计精度。最后,考虑到地球曲率对远距离目标探测会对高度估计产生不可避免的偏差,通过分析偏差大小给出高度估计的修正值。