雷達多目標數據互聯方法
2023-05-11 01:11:11
專利名稱：雷達多目標數據互聯方法
技術領域：
本發明涉及雷達技術，尤其涉及一種應用於數據處理的多探測目標與航跡互聯方法。
背景技術：
雷達是利用無線電技術發現目標並測定目標空間位置的裝置，現代雷達通常包括雷達信號處理系統和雷達數據處理系統兩大重要組成部分，其中雷達數據處理系統對雷達的回波數據進行目標位置、運動參數數據(例如徑向距離、徑向速度、方位等)後進行互聯、 跟蹤、濾波、平滑和預測等計算，形成目標的航跡。其中，目標數據的互聯是建立某時刻雷達測量數據和其它時刻測量(或航跡)的關係。以確定測量數據是否來自同一個目標的處理過程以及確定正確的點跡和航跡配對的處理過程。目前雷達目標的點跡與航跡數據互聯的算法有「波門法」和「檢索法」。波門法航跡互聯主要是目標的波門與錄取目標設備得到新錄取目標數據進行比較，進入目標波門的信號相關，為同一目標，但是當波門內多新錄取目標時，不但增加計算量還使互聯虛警概率增加。例如當目標跟蹤不穩定時，在增大波門的情況下會使波門內出現多個目標，由於一般採取簡單最近距離相關的判決，使互聯目標與實際目標不一致，產生虛警。檢索法實現航跡互聯的方法與波門法的區別在于波門法是對應的預期目標到來之前，波門已經產生，一旦該目標到來之後，相關過程也就完成，而檢索法是在目標到來後才開始判斷與哪一個波門相關。檢索法和波門法的比較，優點在於利用存儲單元代替波門設備，有更大的靈活性， 有利於處理多個目標，缺點是工作量大，而且檢索錄取都是全程工作，而波門法只是在波門內的信號被檢測錄取。存在幹擾時，檢索法更容易弓I起計算設備過載。
發明內容
針對現有技術的缺點，本發明的目的是提供一種雷達多目標數據互聯方法，解決了現有技術中雷達多目標互聯相關性能較低的問題，在降低設備計算量和複雜度的同時還提高了目標航跡相關的正確率。為了實現上述目的，本發明的技術方案為一種雷達多目標數據互聯方法，包括如下步驟(101)根據雷達回波計算多個探測目標的特性參數；(10 根據雷達性能指標要求及雷達設計狀態計算目標觀測的隨機偏差；(10 根據步驟(101)得到的特性參數以及航跡的參數表，計算各探測目標的相似度係數與航跡中目標的相似度係數；(104)選擇相似度係數小於航跡的探測目標進入預互聯隊列，繼續步驟(104)，否則跳到步驟(106) ； (105) 在預互聯隊列中尋找最小相似度係數的探測目標與航跡互聯；(106)更新航跡中的數據信肩、ο
步驟(101)中所述的特性參數包括目標回波的強度、目標回波的最大寬度、目標回波的最大長度、目標的方位以及目標的距離；步驟(10 中所述的相似度係數為方位相似度係數、距離相似度係數、目標寬度相似度係數、目標長度相似度係數以及目標強度相似度係數之和。在步驟(106)中，當互聯成功時，結合步驟(10 得到的隨機偏差數據更新航跡數據，當互聯失敗時，直接在航跡相似度係數基礎上增加一個常數。步驟(10 中所述目標觀測的隨機偏差包括確定航跡目標的位置隨機最大偏差、 目標的最大方位偏差、目標的最大距離偏差。在步驟(104)前增加步驟(104A)，選擇方位相似度係數、距離相似度係數、目標寬度相似度係數、目標長度相似度係數以及目標強度相似度係數的其中之一或者某幾項的組合之和先行預互聯，快速淘汰不符合的部分目標；或者在步驟(104)後增加步驟(104B)，其中在判斷目標是否與航跡互聯時，先判斷其中一個或幾個相似度係數，以便減少計算量。通過對目標的整個方位和距離平面內採集到的回波數據進行累加計算出當前目標的回波強度，通過方位方向的滑窗方式計算當前目標回波的最大寬度，通過距離方向的滑窗方式計算當前目標回波的最大長度，通過方位和距離滑窗方式計算當前目標的極坐標下點的中心位置。方位相似度係數As = abs(TAzi-PAzi) Xa，其中As為方位相似度係數，abs為求該數值的絕對值，TAzi航跡中目標的平滑濾波後的預測方位位置，a為加權係數；距離相似度係數Ds = abs((Tms-Pms) Xb，其中Ds為距離相似度係數，abs為求該數值的絕對值， Tms航跡中目標的平滑濾波後的預測距離位置，b為加權係數；目標寬度相似系度數Ws = abs (Tw-Wdet) X c，其中Ws為目標寬度相似度係數，abs 為求該數值的絕對值，Tw航跡中目標的寬度，c為加權係數；目標長度相似度係數Ls = abs (TL-Ldet) Xd ；其中Ls為目標長度相似度係數，abs 為求該數值的絕對值，IY航跡中目標的長度，d為加權係數；目標強度相似度係數& = abs (EfEdet) Xe，其中h為目標強度相似度係數，abs為求該數值的絕對值，El航跡中目標的強度，e為加權係數。根據目標的最大加速度和平滑濾波算法的準確度確定航跡目標的位置隨機最大偏差，根據雷達熱噪聲誤差、天線指向誤差、方位量化誤差、角閃爍誤差確定目標的最大方位偏差，根據雷達熱噪聲誤差、目標回波數位化時的量化誤差、目標定時不穩、目標距離閃爍確定測量目標的最大距離偏差。
η目標回波強度￡^，其中Si是目標有效區域內AD採集的數據；目標回波的
i=\
最大寬度Wdrt = Tffend-Tffstart其中TWmd為目標的終止角度，Tffstart為目標的起始角度；目標回波的最大長度Ldet = TLend-TLstart，其中TLend為目標的終止距離，TLstart為目標的起始距離；目標的方位位置PAzi = Tffstart+ffdet/2 ；目標的距離位置PDis = TLstart+Ldrt/2。與現有技術相比，本發明利用探測目標的相似度係數作為目標互聯的判讀依據， 代替目標相關波門的技術，減少計算複雜度，同時根據目標的相似度提高目標互聯的準確性。
下面結合附圖對本發明作進一步的詳細說明。圖1是本發明實施例目標與航跡數據互聯的處理流程示意圖。圖2是本發明實施例雷達探測到的5個目標示意圖。圖3是本發明實施例目標與航跡數據互聯中相似度係數的比較步驟示意圖。
具體實施例方式請參閱圖1，本實施例的雷達多目標數據互聯方法包括如下步驟(Sll)計算探測到目標的特性參數；(Si》計算目標觀測的隨機偏差；(SU)計算航跡中的目標與探測目標的相似度係數；(S14)多目標情況下的點跡與航跡數據互聯。請參閱圖2，在步驟Sll中，雷達探測到5個目標，各目標的特性參數如表1所示。
目標回波強度可以用公式⑴計算出來
權利要求
1.一種雷達多目標數據互聯方法，包括如下步驟(101)根據雷達回波計算多個探測目標的特性參數；(102)根據雷達性能指標要求及雷達設計狀態計算目標觀測的隨機偏差；(103)根據步驟(101)得到的特性參數以及航跡的參數表，計算各探測目標的相似度係數與航跡中目標的相似度係數；(104)選擇相似度係數小於航跡的探測目標進入預互聯隊列，繼續步驟(104)，否則跳到步驟(106)；(105)在預互聯隊列中尋找最小相似度係數的探測目標與航跡互聯；(106)更新航跡中的數據信息。
2.根據權利要求1的雷達多目標數據互聯方法，其特徵在於，步驟(101)中所述的特性參數包括目標回波的強度、目標回波的最大寬度、目標回波的最大長度、目標的方位以及目標的距離；步驟(103)中所述的相似度係數為方位相似度係數、距離相似度係數、目標寬度相似度係數、目標長度相似度係數以及目標強度相似度係數之和。
3.根據權利要求1的雷達多目標數據互聯方法，其特徵在於，在步驟(106)中，當互聯成功時，結合步驟(10 得到的隨機偏差數據更新航跡數據，當互聯失敗時，直接在航跡相似度係數基礎上增加一個常數。
4.根據權利要求1的雷達多目標數據互聯方法，其特徵在於，步驟(10 中所述目標觀測的隨機偏差包括確定航跡目標的位置隨機最大偏差、目標的最大方位偏差、目標的最大距離偏差。
5.根據權利要求2的雷達多目標數據互聯方法，其特徵在於，在步驟(104)前增加步驟(104A)，選擇方位相似度係數、距離相似度係數、目標寬度相似度係數、目標長度相似度係數以及目標強度相似度係數的其中之一或者某幾項的組合之和先行預互聯，快速淘汰不符合的部分目標。
6.根據權利要求2的雷達多目標數據互聯方法，其特徵在於，在步驟(104)後增加步驟(104B)，其中在判斷目標是否與航跡互聯時，先判斷其中一個或幾個相似度係數，以便減少計算量。
7.根據權利要求2的雷達多目標數據互聯方法，其特徵在於，通過對目標的整個方位和距離平面內採集到的回波數據進行累加計算出當前目標的回波強度，通過方位方向的滑窗方式計算當前目標回波的最大寬度，通過距離方向的滑窗方式計算當前目標回波的最大長度，通過方位和距離滑窗方式計算當前目標的極坐標下點的中心位置。
8.根據權利要求2的雷達多目標數據互聯方法，其特徵在於，方位相似度係數As= abs(TAzi-PAzi) Xa，其中As為方位相似度係數，abs為求該數值的絕對值，TAzi航跡中目標的平滑濾波後的預測方位位置，a為加權係數；距離相似度係數Ds = abs( (Tms-Pms) Xb，其中Ds為距離相似度係數，abs為求該數值的絕對值，Tms航跡中目標的平滑濾波後的預測距離位置，b為加權係數；目標寬度相似系度數Ws = abs(Tw-ffdet) Xe，其中Ws為目標寬度相似度係數，abs為求該數值的絕對值，Tw航跡中目標的寬度，c為加權係數；目標長度相似度係數Ls = abs (TL-Ldet) Xd ；其中Ls為目標長度相似度係數，abs 為求該數值的絕對值，IY航跡中目標的長度，d為加權係數；目標強度相似度係數h = abs (E^Edrt) Xe，其中 Es為目標強度相似度係數，abs為求該數值的絕對值，&航跡中目標的強度，e為加權系
9.根據權利要求4的雷達多目標數據互聯方法，其特徵在於，根據目標的最大加速度和平滑濾波算法的準確度確定航跡目標的位置隨機最大偏差，根據雷達熱噪聲誤差、天線指向誤差、方位量化誤差、角閃爍誤差確定目標的最大方位偏差，根據雷達熱噪聲誤差、目標回波數位化時的量化誤差、目標定時不穩、目標距離閃爍確定測量目標的最大距離偏差。
10.根據權利要求7的雷達多目標數據互聯方法，其特徵在於，目標回波強度η^t =Σ&，其中Si是目標有效區域內AD採集的數據；目標回波的最大寬度Wdrt =i=\TWmd-TWstart，其中TWmd為目標的終止角度，Tffstart為目標的起始角度；目標回波的最大長度 Ldet = TLend-TLstart，其中TLend為目標的終止距離，TLstart為目標的起始距離；目標的方位位置 PAzi = TWstart+Wdet/2 ；目標的距離位置 Pms = TLstart+Ldet/2。
全文摘要
本發明公開了一種雷達多目標數據互聯方法，包括如下步驟(101)根據雷達回波計算多個探測目標的特性參數；(102)根據雷達性能指標要求及雷達設計狀態計算目標觀測的隨機偏差；(103)根據步驟(101)得到的特性參數以及航跡的參數表，計算各探測目標的相似度係數與航跡中目標的相似度係數；(104)選擇相似度係數小於航跡的探測目標進入預互聯隊列，繼續步驟(104)，否則跳到步驟(106)；(105)在預互聯隊列中尋找最小相似度係數的探測目標與航跡互聯；(106)更新航跡中的數據信息。本發明解決了現有技術中雷達多目標互聯相關性能較低的問題，在降低設備計算量和複雜度的同時還提高了目標航跡相關的正確率。
文檔編號G01S7/41GK102253375SQ201110084139
公開日2011年11月23日 申請日期2011年4月2日 優先權日2011年4月2日
發明者陳杰波 申請人:海華電子企業(中國)有限公司