一種機載雷達地面動靜目標穩定跟蹤方法
2023-07-05 06:46:26 1
一種機載雷達地面動靜目標穩定跟蹤方法
【專利摘要】本發明涉及一種機載雷達地面動靜目標穩定跟蹤方法，根據動、靜目標特點，採用同時發射非線性調頻和步進頻信號分別對動、靜目標進行檢測。非線性調頻信號主要用於檢測動目標，步進頻信號主要用於檢測靜目標。在雷達的一個掃描幀可以同時得到地面動目標和靜目標的一次點跡。與傳統的方法相比，本發明能夠同時關注地面動目標和靜目標，反應地面目標的整體態勢，當目標由動到靜或由靜到動時能持續跟蹤，保證地面動、靜目標的連續穩定跟蹤。
【專利說明】-種機載雷達地面動靜目標穩定跟蹤方法
【技術領域】
[0001] 本發明地屬於面目標數據處理方法，隸屬於雷達信號檢測和數據處理【技術領域】， 具體涉及一種機載雷達地面動靜目標穩定跟蹤方法。
【背景技術】
[0002] 機載雷達對地多目標跟蹤與傳統對空雷達相比存在明顯差異，技術難度大。首先， 機載雷達平臺與目標間存在相對運動，目標跟蹤不僅與目標的運動狀態有關，而且還與載 機自身的運動狀態有關；其次，由於跟蹤目標為地面目標，存在較強的地雜波背景，使雷達 檢測目標困難；最後，由於地面靜止目標和運動目標、機動目標和非機動目標同時存在，使 目標穩定跟蹤難度顯著增加。
[0003] (1)目標運動環境：空中目標運動在H維空間，而地面目標通常在小範圍內可等 效為二維運動，並且，對於在道路上運動的目標，在某階段可等效為一維運動，直到遇到道 路交叉點，此時其運動方向可能發生變化。另外地面目標的運動區域通常會受到較多的限 巧||，例如惡劣的地形條件使得目標無法通過。雖然空中目標也會遇到山體等阻擋，但是它所 受到的外部環境限制遠遠少於地面目標。
[0004] 似目標運動特性誼中目標除直升飛機和飛艇外，均受到最小速度的限制，低於 該限制的目標將無法正常運轉，而地面目標則可W加速、減速、完全靜止或者在一段時間內 保持運動狀態不變。因此地面目標運動的可變性要遠高於空中目標。
[0005] (3)目標密集度；除非一些特殊情況，通常空中目標會保持一定的安全距離。而地 面目標之間，可W W非常近的距離運動，靜止時還可W -輛接一輛地停放，因此地面目標的 密集度遠高於空中目標。
[000引 （4)傳感器檢測概率；由於地形遮擋，傳感器可能無法觀測到地面目標，另外地面 動目標指示（GMTI)存在最小檢測徑向速度（MDV)，當目標靜止或W較低速度運動時傳感器 無法檢測，因此傳感器的檢測可能是不連續的。
[0007] (5)雜波；地面目標在雜波較為嚴重的環境中運動，目前採用的雜波抑制處理還 無法達到接近理想的抑制效果，雜波的存在將導致檢測概率的降低和虛警數目的增加。
[0008] 機載雷達在對地面目標探測時，需要同時關注地面動目標和靜目標。傳統的數據 處理方法受處理水平和技術條件限制，通常將動目標和靜目標分開處理，該方法不能充分 反應地面目標的整體態勢，尤其是當目標由動到靜或由靜到動運動時，會導致目標丟失。
[0009] 隨著微電子技術發展，晶片處理能力不斷提高，雙核、多核CPU的不斷出現和應 用，限制多批次地面目標處理的硬體瓶頸消失，開發一種地面動靜目標數據處理方法，保證 地面目標動、靜狀態穩定跟蹤成為可能。
【發明內容】
[0010] 為了避免現有技術的不足之處，本發明提出一種機載雷達地面動靜目標穩定跟蹤 方法
[0011] 一種機載雷達地面動靜目標穩定跟蹤方法，其特徵在於步驟如下：
[0012] 步驟1 ;雷達發射非線性調頻信號用於檢測動目標，發射步進頻信號檢測靜目標， 在雷達的一個掃描峽同時得到地面動目標和靜目標的一次點跡；
[0013] 步驟2 ;分別進行動目標和靜目標的一次點跡進行去旁瓣和加權凝聚處理；
[0014] 步驟3 ;採用基於兩級化U曲變換的航跡起始方法將動和靜目標的凝聚點分別建 立各自的備選航跡；將前一峽備選航跡進行運動補償，補償到當前峽載機所在位置；
[00巧]步驟4 ;預測當前峽航跡的位置：f(k/k - ：1) = Fl(k- 1/k-巧，其中：
【權利要求】
1. 一種機載雷達地面動靜目標穩定跟蹤方法，其特徵在於步驟如下： 步驟1:雷達發射非線性調頻信號用於檢測動目標，發射步進頻信號檢測靜目標，在雷 達的一個掃描幀同時得到地面動目標和靜目標的一次點跡； 步驟2 :分別進行動目標和靜目標的一次點跡進行去旁瓣和加權凝聚處理； 步驟3 :採用基於兩級Hough變換的航跡起始方法將動和靜目標的凝聚點分別建立各 自的備選航跡；將前一幀備選航跡進行運動補償，補償到當前幀載機所在位置；
度分量； 步驟5 :重複步驟1?步驟2,得到下一個點跡的凝聚點； 步驟6 :以航跡的預測位置為中心，將落入波門內的量測數據和航跡相關聯，得到相關 組合； 如果量測數據沒有落在任何一個航跡的波門內，以該數據建立一個新的航跡； 如果在航跡的波門內沒有觀測點，分兩種情況： 情況1 :當動目標航跡與所有動目標凝聚點都不相關，則進行兩假設跟蹤，得到相關組 合； 假設1 :目標未被檢出，則將航跡按照之前的運動規律進行外推； 假設2 :目標靜止，則進行動目標航跡與靜目標凝聚點之間的相關，如果有相關點，則 用其進行航跡更新，如果沒有相關點，則保持航跡原來的位置不動，速度為零； 情況2 :當靜目標航跡與所有靜目標凝聚點都不相關，則進行兩假設跟蹤； 假設1 :目標未被檢出，則保持航跡原來的位置不動，速度為零，目標仍然靜止； 假設2 :目標轉為運動，則進行靜目標航跡與動目標凝聚點之間的相關，如果有相關 點，則用其進行航跡更新，並估計航跡的速度，如果沒有相關點，則保持航跡原來的位置不 動，等待下一幀的相關，得到相關組合； 將所有動目標航跡和靜目標航跡的相關組合按照下式參與運算，找到一個全局代價最 小的最優分配，用其進行航跡的最終更新； a* (k) = arg mina(k)C (k I a (k)) 其中：
其中：m>0,n>0為測量與航跡相關;m>0,n=O為測量與已存在的航跡不相關，為虛警；m=O1,n>0為假設測量1與航跡相關;m= 02,n>0為假設測量2與航跡相關； A(k，m，n)是交互多模型估計的組合概率，Vtl是最小可檢測速度，VJk)是第k個掃描 幀的徑向速度（如果第k個掃描幀沒有測量值則\ (k)是由第k-1個掃描幀預測得來）。假 設速度服從高斯分布，貝1J可以計算出P(Iv1Xk)I彡VcJ和P(Iv1Xk)I〈V。};
步驟8、航跡管理：當一條航跡多次沒有觀測點造成多次外推時，將航跡刪除；重複步 驟1?步驟8,進行動靜目標穩定跟蹤。
2. 根據權利要求1所述機載雷達地面動靜目標穩定跟蹤方法，其特徵在於：所述距離 波門20?50m。
3. 根據權利要求1所述機載雷達地面動靜目標穩定跟蹤方法，其特徵在於：所述方位 波門1.5?2. 5度。
4. 根據權利要求1所述機載雷達地面動靜目標穩定跟蹤方法，其特徵在於：所述俯仰 波門2?4度。
5. 根據權利要求1所述機載雷達地面動靜目標穩定跟蹤方法，其特徵在於：所述多普 勒波門3?6個。
【文檔編號】G01S13/66GK104502907SQ201410775618
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月15日 優先權日:2014年12月15日
【發明者】段芳芳, 張明, 周凱, 王偉, 唐堯 申請人:西安電子工程研究所