[發明專利]一種多要素船舶目標雷達回波模擬方法

有效

• 申請號: 202010127454.0
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111289962B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 張杰;王子駿;潘振;宗成明;葉楠;陳超;劉淑;喬婷婷
• 申請（專利權）人: 中船重工鵬力（南京）大氣海洋信息系統有限公司;中國船舶重工集團南京鵬力科技集團有限公司
• 主分類號: G01S13/66
• 分類號: G01S13/66;G01S7/40;G01S7/41
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 石艷紅

1.一種多要素船舶目標雷達回波模擬方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1，設置目標數量及各目標6要素模擬：設置待跟蹤的目標船舶數量n，對每個目標船舶的雷達回波均設置6個關鍵要素；其中，6個關鍵要素分別為：中心坐標(xn，yn)、船舶長度Ln、寬度Wn、回波強度An、運動方向D(t)和運動速度V(t)；然后，將設置的6個關鍵要素均在直角坐標系下，進行模擬；其中，n＝1,2,……，t表示運動時間；

步驟2，添加中心坐標隨機誤差Sn：對步驟1模擬的中心坐標(xn，yn)，添加中心坐標隨機誤差Sn，形成修正中心坐標(Xn，Yn)，其中，Xn＝xn*Sn，Yn＝yn*Sn；

中心坐標隨機誤差Sn＝Rand(min1，max1)*K1，其中，K1表示隨機影響縮小系數；min1表示中心坐標的最小隨機誤差，max1表示中心坐標的最大隨機誤差；

運動方向D(t)采用如下公式表示：

D(t)＝arctan[(Yn(t+2)-Yn(t+1))/(Xn(t+2)-Xn(t+1))]-arctan[(Yn(t+1)-Yn)/(Xn(t+1)-Xn)])

式中，假設Xn和Yn為第n只目標船舶在t時刻的修正中心坐標，則Xn(t+1)和Yn(t+1)為第n只目標船舶在t+1時刻的修正中心坐標；Xn(t+2)和Yn(t+2)為第n只目標船舶在t+2時刻的修正中心坐標；

步驟3，添加運動速度隨機誤差Wn：對步驟1模擬的運動速度V(t)，添加運動速度隨機誤差Wn，形成修正運動速度Wn*V(t)；

運動速度隨機誤差Wn＝1+Rand(min2，max2)*K2，其中，K2表示隨機影響縮小系數，min2表示運動速度的最小隨機誤差，max2表示運動速度的最大隨機誤差；

步驟4，建立修正運動曲線：根據步驟2的修正中心坐標(Xn，Yn)以及步驟3的修正運動速度Wn*V(t)，建立得到反應環境變化因素的修正運動曲線；

步驟5，坐標轉換：將步驟1中回波強度An所在的直角坐標系轉換為極坐標系；

步驟6，添加強度隨機誤差Qn：對于極坐標系下的回波強度An，具有徑向回波強度An1和切向回波強度An2；對徑向回波強度An1添加徑向回波強度誤差Qn1，形成修正徑向回波強度Qn1*An1；對切向回波強度An2添加切向回波強度誤差Qn2，形成修正切向回波強度Qn2*An2；其中，徑向回波強度誤差用于模擬兩坐標雷達探測時的距離副瓣對雷達回波形狀的影響；切向回波強度誤差用于模擬兩坐標雷達探測時的方位副瓣對雷達回波形狀的影響；

步驟7，求解真實回波強度Tn：修正徑向回波強度Qn1*An1和修正切向回波強度Qn2*An2的矢量之和，構成真實回波強度Tn。

2.根據權利要求1所述的多要素船舶目標雷達回波模擬方法，其特征在于：步驟2中，K1與目標船舶距離雷達站的遠近及船舶形狀相關，離雷達站越近，K1越小；船舶形狀越簡單，K1越小；min1＝-Ln/2，max1＝Ln/2。

3.根據權利要求1所述的多要素船舶目標雷達回波模擬方法，其特征在于：步驟3中，K2與目標船舶的速度受環境影響的程度相關，影響程度越大，K2越大；min2＝-1，max2＝1。

4.根據權利要求1所述的多要素船舶目標雷達回波模擬方法，其特征在于：徑向回波強度誤差Qn1和切向回波強度誤差Qn2，根據步驟1中模擬的船舶長度Ln、寬度Wn以及船舶類型，選擇對應的分布函數類型；其中，分布函數類型包括正態分布、正偏分布、負偏分布、多峰分布和卡方分布。