[發明專利]基于航跡風險評估的三坐標雷達自動起始方法

在審

• 申請號: 201810182068.4
• 申請日: 2018-03-06
• 公開（公告）號: CN108490409A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 夏永紅;匡華星;張寧;王超宇
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二四研究所
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41;G01S13/72
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提出一種基于航跡風險評估的三坐標雷達自動起始方法，在提取三坐標雷達點跡位置信息的同時，基于凝聚為點跡的多個距離單元、多個波束回波特性計算點跡質量，然后基于Hough變換形成暫時航跡，再基于形成暫時航跡的點跡質量和暫時航跡周期間航速變化率計算每條暫時航跡風險因子，最后基于風險因子對暫時航跡進行評估優選輸出，完成航跡起始。本發明的方法在不改變現有數據處理架構的條件下，通過在點跡提取的同時計算凝聚點跡的質量，在基于Hough變換航跡起始方法的基礎上，對起始的航跡進行風險評估，實現航跡優選，對虛假航跡的抑制性能優于Hough變換法。

技術領域

本發明屬于雷達目標跟蹤技術領域，特別涉及三坐標雷達航跡自動起始方法。

背景技術

航跡起始是目標跟蹤的初始階段，在現代雷達系統中均有人工/自動起始的設計，對于擔負警戒搜索任務的三坐標雷達，特別是在復雜環境下進行多目標搜索跟蹤時，自動起始可以大大減少雷達操作員人工發現目標的壓力。目前工程中常用的航跡起始算法主要分為兩大類：順序處理和批處理，前者比較有代表性的是修正的邏輯法，適用于弱雜波背景下的航跡起始；后者比較有代表性的是Hough變換法，適用于強雜波背景下的航跡起始。在現代復雜的戰場環境下，為控制自動起始的虛假航跡數量，大多數雷達系統均采用類似于Hough變換法的批處理技術。

在文獻《基于Hough變換的檢測前跟蹤算法的性能分析》(現代雷達,2004,Vol.26,No.12,pp:37-41)中采用基于Hough變換的檢測前跟蹤算法對勻速直線運動的Swerling II型低可觀測目標檢測與跟蹤進行了仿真，并給出了K分布雜波加噪聲背景下的檢測概率和虛警概率解析表達式；在文獻《A Multi-Dimensional Hough Transform-Based Track-Before-Detect Technique for Detecting Weak Targets in Strong ClutterBackgrounds》(IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems,2011,Vol.47,No.4,pp:3062-3068)中提出了綜合利用目標位置、速度和過門限次數等多維度信息，基于Hough變換的檢測前跟蹤技術實現強雜波背景下目標檢測提取；但文獻中給出的方法只進行了仿真分析，在工程應用時，當面臨非均勻非平穩的雜波環境時，虛假航跡數量將無法有效控制。

在文獻《A Novel Dynamic Programming Algorithm for Track-Before-Detectin Radar Systems》(IEEE Transactions on Signal Processing,2013,Vol.61,No.10,pp:2608-2619)中作者提出了多周期聯合檢測跟蹤算法，通過低門限檢測后進行點跡提取，在點跡級采用基于動態規劃的檢測前跟蹤算法實現最終的聯合檢測跟蹤處理，并在文獻《Track-Before-Detect for Sea Clutter Rejection:Tests With Real Data》(IEEETransactions on Aerospace and Electronic Systems,2016,Vol.52,No.3,pp:1035-1045)中基于實測海雜波數據進行了海面目標檢測跟蹤驗證。但由于三坐標雷達主要探測目標類型為空目標，空目標的速度范圍從幾十米每秒到幾百米每秒不等，甚至超過千米每秒，動態假設形成的航跡數量將呈現指數級的增長，且文章中采用點跡的局部信雜噪比作為指標函數，在強雜波環境下性能也會惡化。

發明內容

本發明針對背景技術存在的缺陷，提出一種基于航跡風險評估的三坐標雷達自動起始方法，在提取三坐標雷達點跡位置信息的同時，基于凝聚為一個點跡的多個距離單元、多個波束回波特性計算點跡質量，然后基于Hough變換形成暫時航跡，再基于形成暫時航跡的點跡質量和暫時航跡周期間航速變化率計算每條暫時航跡風險因子，最后基于風險因子對暫時航跡進行評估優選輸出，完成航跡起始。

步驟一：點跡提取及點跡質量計算；