[發明專利]一種機載雷達地面動靜目標穩定跟蹤方法

有效

• 申請號: 201410775618.5
• 申請日: 2015-08-04
• 公開（公告）號: CN104502907A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 段芳芳;張明;周凱;王偉;唐堯
• 申請（專利權）人: 西安電子工程研究所
• 主分類號: G01S13/66
• 分類號: G01S13/66
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

1.一種機載雷達地面動靜目標穩定跟蹤方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：雷達發射非線性調頻信號用于檢測動目標，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：采用基于兩級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；

步驟4：預測當前幀航跡的位置：X^(k/k-1)=FX^(k-1/k-1),]]>其中：F=1TT2/201T001,]]>X=xx·x··T,]]>x、和分別表示當前幀航跡的位置，速度和加速度分量；

步驟5：重復步驟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，并估計航跡的速度，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?min_a(k)C(k|a(k))

其中：

C(k|a(k))=Σm=01,02,1M(k)Σn=1N(k-1)a(k,m,n)c(k,m,n)]]>

其中：

c(k,m,n)是分配a(k,m,n)的代價值：c(k,m,n)=-ln(Φ(k,m,n)Φ(k,m,0))]]>

當情況1時：Ф(k,m,n)計算如下：

Φ(k,m,n)=PDP{|vr(k)|≥v0}Λ(k,m,n)m>0,n>0λm>0,n=0(1-PD)P{|vr(k)|≥v0}λm=01,n>0P{|vr(k)|<v0}λm=02,n>0]]>

其中：m>0,n>0為測量與航跡相關；m>0,n＝0為測量與已存在的航跡不相關，為虛警；m＝0₁,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；

Λ(k,m,n)是交互多模型估計的組合概率，v₀是最小可檢測速度，v_r(k)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v_r(k)是由第k-1個掃描幀預測得來)。假設速度服從高斯分布，則可以計算出P{|v_r(k)|≥v₀}和P{|v_r(k)|<v₀}；

虛警的空間密度λ為：λ=PFA123/2σrrσθσr·]]>

其中P_FA是虛警概率，距離、方位、距離速度三維的測量精度分別為和

當情況2時，Ф(k，m，n)計算如下：

Φ(k,m,n)=PDP{|vr(k)|=0}Λ(k,m,n)m>0,n>0λm>0,n=0(1-PD)P{|vr(k)|=0}λm=01,n>0P{|vr(k)|!=0}λm=02,n>0]]>

情況2需要計算P{|v_r(k)|＝0}和P{|v_r(k)|！＝0}；

所述波門包括距離波門、方位波門、俯仰波門和多普勒波門；

步驟7、濾波：按照α-β-γ的濾波方法，對航跡進行濾波

X^(k/k)=X^(k/k-1)+K[y(k)-HX^(k/k-1)]]]>

X^(k/k-1)=FX^(k-1/k-1),]]>

其中增益矩陣K=αβ/Tγ/T2,]]>觀測矩陣H＝[1?0?0]；

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；重復步驟1～步驟8，進行動靜目標穩定跟蹤。