[發明專利]一種基于多模型隸屬控制的相控陣雷達目標快速建航方法

有效

• 申請號: 202010018916.5
• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN111175738B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 耿利祥;侯嬌;李紀三
• 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: G01S13/72
• 分類號: G01S13/72;G01S13/58
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種基于多模型隸屬控制的相控陣雷達目標快速建航方法，該方法包括：構建基于模糊邏輯框架的速度多模型算法，每個模型采用勻速直線運動模型，并采用標準卡爾曼濾波器進行濾波。利用模糊集和目標勻速直線運動模型估計值確定各卡爾曼濾波器的有效性。在選擇合適模糊集重疊時，只需要對接近的速度估計模型子集進行預測下一時刻目標的位置，并對資源調度模塊提出目標建航波束請求，該方法利用模糊邏輯的最優化方式平衡了建航估計準確率和調度資源消耗量。

技術領域

本發明涉及雷達技術領域中的雷達數據處理技術。

背景技術

相控陣雷達因其天線增益高、天線波束控制靈活，雷達多功能可自適應分配時間片來加以實現，可以同時多目標跟蹤、多空域掃描等優點，相控陣雷達目標跟蹤技術已經在軍事、工業和民用中得到了廣泛的應用。同時在目標跟蹤技術中，波束指向靈活可控，可以通過一定的準則自適應確定雷達能量在多個目標跟蹤上的分配，在目標出現可能性較大的的位置上，集中能量，提高目標發現速度，增加目標跟蹤精度，同時保持其它目標穩定跟蹤。

相控陣雷達從目標截獲到跟蹤的過程，對多個目標搜索同時跟蹤的控制，都屬于數據處理系統。目標回波信號經接收機和信號處理機處理，提取出方位、仰角、距離和速度等信息后，送數據處理系統進行處理，以完成信號相關判決、目標位置外推、濾波、數據內插、航跡相關和軌道測量等計算，對于彈道目標，還要計算目標的發點和落點坐標。目標丟失后，相控陣雷達的數據處理系統能夠控制和實現對目標的重新照射、數據補點，能夠根據需要改變某個目標的數據采樣率。在數據處理系統控制下，相控陣雷達可以根據目標回波信號的大小實現自適應能量管理、改變信號波形、信號重復頻率及雷達在目標方向上的駐留時間；根據目標位置和特征判定其威脅度，然后按威脅度大小改變對目標的跟蹤狀態；根據被跟蹤的目標數目和不同的跟蹤狀態，可靈活地調整供搜索和跟蹤用的信號能量分配程度。

相控陣雷達可以自適應控制對目標的采樣數據率，在保證對已實現跟蹤目標的穩定跟蹤以及對重點空域進行搜索的前提下，最大限度的發揮雷達的效能，盡可能多地跟蹤目標。文獻《Benchmark for Radar Allocation and Tracking in ECM》(Blair,W.D.等，IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems，34.4(1998):1097-1114)通過設置對目標預測協方差的門限來控制相控陣雷達的采樣數據率。用預測誤差協方差和量測誤差協方差之比來表示期望的預測精度，通過設置期望精度，可以直接用公式得到需要的采樣周期。在這些方法中，雷達的資源利用與目標的探測準確率和精度始終是一個矛盾體。

《基于目標威脅度計算的相控陣快速確認跟蹤模式》(曹正林等著，南京航空航天大學學報2011年04期)，在TWS基本理論基礎上，根據目標的威脅度不同，對遠程高威脅度目標給出一種快速回掃確認的跟蹤模式，既能較好發揮出相控陣優勢，提高對低空、高速、遠程、高危目標的跟蹤性能，又不影響跟蹤目標容量。但是對于目標起始過程，沒有目標的先驗信息，無法估計出目標本身的威脅度信息。因此怎樣充分發揮相控陣波束捷變優勢，提高目標起始的速度和準確度，是相控陣雷達的關鍵技術之一。

綜上，相控陣由于可以靈活的控制雷達波束的時間和方向，可以利用短時間內調度雷達資源對對運動目標進行快速的建航，然而，在此過程中由于系統隨機噪聲及目標運動等原因，快速起始面臨著起始準確率和雷達資源負荷的矛盾。

發明內容