[發(fā)明專利]一種基于區(qū)域映射解模糊的高重頻雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)前跟蹤方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710670511.8
• 申請(qǐng)日: 2017-08-08
• 公開（公告）號(hào): CN107576959B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 易偉;文鳴;王亞茹;王經(jīng)鶴;李武軍;庫(kù)飛龍;孔令講
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S13/72
• 分類號(hào): G01S13/72;G01S13/58;G05B13/04
• 代理公司: 電子科技大學(xué)專利中心 51203
• 代理人: 甘茂

本發(fā)明公開了一種基于區(qū)域映射解模糊的高重頻雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)前跟蹤方法，克服了在高重頻體制下目標(biāo)航跡模糊導(dǎo)致檢測(cè)前跟蹤方法無法有效對(duì)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤的問題。它的特點(diǎn)是先將各重頻的量測(cè)平面在距離維上分別進(jìn)行區(qū)域映射得到擴(kuò)維平面，再對(duì)各重頻的擴(kuò)維平面分別進(jìn)行多幀聯(lián)合積累，檢測(cè)后得到置信度較高的模糊點(diǎn)跡序列，最后利用航跡校準(zhǔn)法解距離模糊得到無模糊的目標(biāo)航跡。它有效解決了檢測(cè)前跟蹤方法無法應(yīng)用于存在距離模糊的高重頻體制雷達(dá)的問題，可利用高重頻雷達(dá)模糊量測(cè)實(shí)現(xiàn)對(duì)微弱目標(biāo)的穩(wěn)定檢測(cè)與精確跟蹤。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及多高重頻雷達(dá)體制下的檢測(cè)前跟蹤方法和航跡解模糊技術(shù)研究。

背景技術(shù)

在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，工作在高重頻模式下的脈沖多普勒雷達(dá)因具有較高無雜波區(qū)，以及能夠降低頻域上目標(biāo)回波落在主瓣雜波內(nèi)被遮擋的概率、避免頻域模糊等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于高徑向速度目標(biāo)的檢測(cè)、機(jī)載雷達(dá)對(duì)空探測(cè)等領(lǐng)域。但當(dāng)雷達(dá)采用高脈沖重復(fù)頻率時(shí)，距離量測(cè)產(chǎn)生模糊，即距離測(cè)量值不能正確反映目標(biāo)的真實(shí)距離。且隨著雷達(dá)探測(cè)環(huán)境日益復(fù)雜、目標(biāo)隱身技術(shù)日趨成熟，使得雷達(dá)及時(shí)可靠地監(jiān)測(cè)到目標(biāo)回波信號(hào)被發(fā)射脈沖遮擋的微弱目標(biāo)變得更加困難。如果高重頻雷達(dá)在距離量測(cè)發(fā)生模糊的情況下，仍能對(duì)目標(biāo)進(jìn)行精確的檢測(cè)和跟蹤，則可以更好地探測(cè)隱身目標(biāo)、增加預(yù)警雷達(dá)的預(yù)警時(shí)間。

檢測(cè)前跟蹤方法是一種能夠?qū)Φ托旁氡饶繕?biāo)進(jìn)行有效跟蹤的技術(shù)，它將單幀信息量化并存儲(chǔ)起來，對(duì)多幀數(shù)據(jù)聯(lián)合處理后同時(shí)宣布檢測(cè)結(jié)果及目標(biāo)航跡。這種同時(shí)利用多幀信息進(jìn)行目標(biāo)檢測(cè)的處理方式，有利于抑制虛警且提高目標(biāo)信噪比。目前應(yīng)用于雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)領(lǐng)域的檢測(cè)前跟蹤技術(shù)的具體實(shí)現(xiàn)方式主要有動(dòng)態(tài)規(guī)劃、粒子濾波以及霍夫變換等，其中動(dòng)態(tài)規(guī)劃是計(jì)算效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于窮盡搜索法的等效算法。以上算法的模型建立均基于無模糊量測(cè)空間，假設(shè)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡連續(xù)且無模糊。因此無法直接有效應(yīng)用于存在距離量測(cè)信息模糊的高重頻雷達(dá)體制。文獻(xiàn)“Track-before-detect processing for a range-ambiguous radar,IEEE 1993International Radar Conference,Lynnfield，MA，USA，1993，pp.113-116”中考慮了高重頻雷達(dá)體制下的距離模糊，通過采用動(dòng)態(tài)規(guī)劃遍歷搜尋每個(gè)距離、方位、多普勒單元，得到一條最優(yōu)試驗(yàn)航跡；但其只考慮了目標(biāo)模糊航跡連續(xù)的情況，而在實(shí)際監(jiān)測(cè)環(huán)境中，觀測(cè)到的目標(biāo)航跡常由于跨越單個(gè)重頻下的最大不模糊距離而發(fā)生跳變，因此該模型無法對(duì)其進(jìn)行有效跟蹤。文獻(xiàn)“Target tracking in clutter usinga high pulse repetition frequency radar,IET Radar,SonarNavigation,vol.9,no.3,pp.299-307,3 2015”中，考慮了高重頻雷達(dá)體制下的距離模糊，建立目標(biāo)高斯混合量測(cè)模型，通過卡爾曼濾波在模糊空間下對(duì)目標(biāo)進(jìn)行預(yù)測(cè)更新，得到目標(biāo)航跡；但其只考慮了單目標(biāo)場(chǎng)景，且需要已知目標(biāo)的初始狀態(tài)信息。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)背景技術(shù)存在的不足，研究設(shè)計(jì)一種基于區(qū)域映射解模糊的高重頻雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)前跟蹤方法，解決檢測(cè)前跟蹤方法無法直接應(yīng)用于多重頻雷達(dá)體制中的問題。

本發(fā)明的解決方案是先將各重頻下的量測(cè)平面在距離維上進(jìn)行區(qū)域映射，在此基礎(chǔ)上對(duì)不同重頻的擴(kuò)維平面分別進(jìn)行多幀聯(lián)合積累，門限判決后得到各重頻下置信度較高的模糊點(diǎn)跡序列，最后利用航跡校準(zhǔn)法，根據(jù)校準(zhǔn)準(zhǔn)則對(duì)在誤差范圍允許內(nèi)的多重頻模糊航跡進(jìn)行解模糊處理，恢復(fù)出目標(biāo)的真實(shí)航跡。該方法有效解決了多高重頻雷達(dá)體制下距離模糊而導(dǎo)致的檢測(cè)前跟蹤方法無法沿目標(biāo)航跡進(jìn)行有效積累的問題，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的檢測(cè)與跟蹤。

本發(fā)明提出了一種基于區(qū)域映射解模糊的高重頻雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)前跟蹤方法，具體包括步驟：

步驟1、初始化系統(tǒng)參數(shù)：