[發明專利]外輻射源雷達中一種基于隨機有限集的多目標跟蹤方法

有效

• 申請號: 201410349979.3
• 申請日: 2014-07-22
• 公開（公告）號: CN104101876A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發明（設計）人: 王俊;王海環
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S13/66
• 分類號: G01S13/66
• 代理公司: 西安睿通知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 惠文軒

1.外輻射源雷達中一種基于隨機有限集的多目標跟蹤方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，利用外輻射源雷達接收數字電視信號，對外輻射源雷達接收的數字電視信號依次進行解調、重編碼，重構出各個發射站的直達波信號；

步驟2，利用每個發射站的直達波信號對外輻射源雷達接收的數字電視信號進行自適應雜波相消處理，得到雜波相消后信號；根據所述雜波相消后信號、以及重構出的各個發射站的直達波信號，得到各個目標的觀測量；

步驟3，采用概率假設密度粒子濾波方法對外輻射源雷達矩形觀測區域內的每個目標實施定位跟蹤，每個目標的定位跟蹤方法為到達時間定位方法。

2.如權利要求1所述的外輻射源雷達中一種基于隨機有限集的多目標跟蹤方法，其特征在于，所述步驟2的具體子步驟為：

(2.1)利用每個發射站的直達波信號對外輻射源雷達接收的數字電視信號進行自適應雜波相消處理，得到雜波相消后信號；

(2.2)對所述雜波相消后信號、以及重構出的各個發射站的直達波信號進行距離—多普勒二維相關運算，得到各個目標的觀測量；每個目標的觀測量包括：對應目標的雙基地距離和以及對應目標的速度。

3.如權利要求1所述的外輻射源雷達中一種基于隨機有限集的多目標跟蹤方法，其特征在于，所述步驟3具體包括以下子步驟：

(3.1)設置參數k，k＝0,1,2...；當k＝0時，在k時刻用L₀個粒子表示目標狀態的先驗分布，所述L₀個粒子表示為表示0時刻所述L₀個粒子中第i₀個粒子的權值，表示所述L₀個粒子中第i₀個粒子在0時刻的粒子狀態；

(3.2)當k≥1時，將k-1時刻的粒子集為L_k-1為k-1時刻的粒子數，i_k-1取1至L_k-1，為k-1時刻第i_k-1個粒子的權值，為k-1時刻第i_k-1個粒子的粒子狀態；在k-1時刻每個粒子處產生一組西格瑪點，k-1時刻每個粒子處產生的一組西格瑪點包括至以及至n為粒子狀態的維數；

將k-1時刻每個粒子處產生的一組西格瑪點帶入目標狀態轉移方程中，得到k時刻的一步預測狀態值j取0至2n；對至進行加權求和，得到k時刻粒子狀態的初步一步預測值計算出k時刻的初步一步預測狀態協方差矩陣

將代入目標觀測方程中，得到k時刻的一步預測觀測值所述目標觀測方程為z_k＝h(x_k,ν_k)，其中，ν_k為觀測噪聲，h(x_k,ν_k)表示目標的觀測函數；對至進行加權求和，得到k時刻觀測量的初步一步預測值

在k時刻目標的觀測集Z_k中，選取出與具有最近歐式距離的對應目標觀測量z_k，k時刻目標的觀測集Z_k為：由k時刻每個目標的觀測量組成的集合；用z_k對粒子狀態的初步一步預測值和的初步一步預測狀態協方差矩陣做進一步修正，得到初步一步預測均值及的初步一步預測狀態協方差矩陣在均值為協方差為的高斯分布上采樣，得到k時刻第i_k-1個粒子的粒子狀態的一步預測值

根據的概率密度q_k，并按照下式計算出所對應的權值

ωk|k-1(ik-1)=ωk-1(ik-1)ps,kfk|k-1(xk|k-1(ik-1)|xk|k-1(ik-1))/qk,ik-1=1,2,...,Lk-1]]>

其中，p_s,k為k-1時刻的目標在k時刻仍然存在的概率,為目標狀態轉移概率密度函數；

(3.3)當k≥1時，得出k時刻每個發射站對應的每個目標的雙基地雙基地橢圓，在k時刻每個發射站對應的每個目標的雙基地橢圓曲線上，每個點對應的雙基地距離和為一固定值，每個點對應的雙基地距離和指：每個點與對應發射站的距離、以及對應點與外輻射源雷達的距離之和；根據k時刻每個發射站對應的每個目標的雙基地橢圓曲線與外輻射源雷達的矩形觀測區域邊緣的交點，分布k時刻新生粒子，并計算k時刻每個新生粒子的權值，k時刻新生粒子的個數表示為J_k，k時刻第i_new個新生粒子的粒子狀態表示為k時刻第i_new個新生粒子的權值表示為i_new取L_k-1+1至L_k-1+J_k；

(3.4)當k≥1時，根據子步驟(3.2)和子步驟(3.3)，得到預測的k時刻的粒子集其中，表示預測的k時刻的粒子集中第i'_k個粒子的粒子狀態，表示預測的k時刻的粒子集中第i'_k個粒子的權值，i'_k取1至L_k-1+J_k；利用k時刻目標的觀測集Z_k，對預測的k時刻的粒子集中第i'_k個粒子的權值進行修正，得出預測的k時刻的粒子集中第i'_k個粒子的修正后權值

(3.5)按照預測的k時刻的粒子集中第i'_k個粒子的修正后權值對預測的k時刻的粒子集進行重采樣，得出k時刻的粒子集；對k時刻的粒子集進行聚類分析，得到每個目標k時刻的狀態。