[發明專利]一種多觀測節點下非合作目標的軌跡跟蹤方法及系統

有效

• 申請號: 201210572524.9
• 申請日: 2012-12-25
• 公開（公告）號: CN103901432A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 李嶷
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所
• 主分類號: G01S15/58
• 分類號: G01S15/58;G01S15/66
• 代理公司: 北京法思騰知識產權代理有限公司 11318
• 代理人: 楊小蓉;楊青

1.一種多觀測節點下非合作目標的軌跡跟蹤方法，包括：

步驟1)、海洋中多個信號發射點和多個觀測接收點利用雙曲交匯定位方法實現非合作目標的定位，產生目標定位亮點；

步驟2)、從步驟1)所得到目標定位亮點的集合中，剔除每對信號發射點與觀測接收點間基線附近的目標定位亮點；

步驟3)、對步驟2)所得到的目標定位亮點進行時間對準，得到每個脈沖周期內的目標定位亮點；

步驟4)、采用聚類分析，對每個脈沖周期得到的亮點進行聚類處理，同時利用卡爾曼濾波將距離類中心較遠的亮點剔除；

步驟5)、對每個脈沖周期得到的亮點進行處理，將步驟4)中剩下的亮點求均值，利用最小二乘法對這些均值進行分段擬合，得到目標軌跡；

步驟6)、對步驟5)得到的目標軌跡重新進行分段預測，利用卡爾曼濾波將距離預測軌跡較遠的亮點剔除，實現迭代濾波；

步驟7)、對步驟6)中剩下的亮點求均值，然后再利用最小二乘法進行分段擬合，得到最終的目標軌跡。

2.根據權利要求1所述的多觀測節點下非合作目標的軌跡跟蹤方法，其特征在于，所述步驟1)包括：

步驟1-1)、觀測接收點測量目標回波和直達波信號，得到直達波與目標反射回波之間的時間差，同時測量得到目標方位；

步驟1-2)、實現信號發射點與觀測接收點時間同步，測量信號發射點與觀測接收點的坐標；

步驟1-3)、信號發射點與觀測接收點根據步驟1-1)得到的直達波與目標反射回波之間的時間差、目標方位以及信號發射點與觀測接收點的坐標，采用雙曲交匯定位方法實現對非合作目標的定位，得到目標定位亮點。

3.根據權利要求1所述的多觀測節點下非合作目標的軌跡跟蹤方法，其特征在于，所述的步驟2)包括：將信號發射點與觀測接收點間的連線確定為基線，將平行于該基線的小范圍區域作為不可信區域，此區域內的目標定位亮點全部剔除。

4.根據權利要求1所述的多觀測節點下非合作目標的軌跡跟蹤方法，其特征在于，所述的步驟3)包括：采用頻域或時域的信號處理方法將這些信號在時間上加以區分，得到各脈沖周期對應的目標定位亮點。

5.根據權利要求1所述的多觀測節點下非合作目標的軌跡跟蹤方法，其特征在于，所述步驟4)包括：

步驟4-1)、從一亮點集合中任意選擇一個亮點作為聚類中心；所述亮點集合包括一脈沖周期內所得到的所有亮點；

步驟4-2)、計算剩余亮點與所述聚類中心之間的距離，當剩余亮點中的某一亮點與所述聚類中心的距離大于第一門限時，將該亮點從亮點集合中剔除，當該亮點與聚類中心的距離小于門限時，將該亮點保存在一個新聚類中；其中，所述第一門限與信號發射點到觀測接收點的距離、測量誤差大小、要求的定位精度有關；

步驟4-3)、重新計算新聚類的聚類中心，即計算該聚類中所有亮點的均值；

步驟4-4)、不斷重復步驟4-2)-步驟4-3)的操作，直到標準測度函數開始收斂為止；

在步驟5)中，采用最小二乘法對步驟4)所述濾波處理后所剩余的亮點數據進行時間上的分段軌跡擬合，最小二乘法公式為：

y(x)＝a+bx+cx²

系數a、b、c滿足方程組

a+bx‾+cx2‾=y‾ax‾+bx2‾+cx3‾=xy‾ax2‾+bx3‾+cx4‾=x2y‾]]>

式中

xl‾=1JΣj=1Jxjl(l=1,2,3,4),]]>xly‾=1JΣj=1Jxjlyj(l=1,2);]]>

其中j為參與最小二乘擬合的第j個亮點，J為參與最小二乘擬合的總的亮點個數。