[發明專利]基于航跡特征迭代更新的氣象航跡抑制方法

有效

• 申請號: 202010282392.0
• 申請日: 2020-04-12
• 公開（公告）號: CN111458701B
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: 王旭;蔡興雨;徐丹蕾;高恒;邱天;朱思橋;臧會凱;朱永杰
• 申請（專利權）人: 西安電子工程研究所
• 主分類號: G01S13/60
• 分類號: G01S13/60;G01S13/88;G01S7/41
• 代理公司: 西安凱多思知識產權代理事務所(普通合伙) 61290
• 代理人: 劉新瓊

1.一種基于航跡特征迭代更新的氣象航跡抑制方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：航跡起始，將航跡起始時刻記為第n＝0時刻；

步驟2：提取第n時刻有用的航跡信息，包括幅度A(n)、距離R(n)、高度H(n)、速度V(n)、航向矢量r(n)、外推標記d(n)，根據航跡信息中的幅度A(n)、距離R(n)計算等效幅度ρ(n)，根據航向矢量r(n)計算航向角θ(n)；

所述的根據航向矢量r(n)計算航向角θ(n)，是按照如下步驟進行：

(2a)利用第n時刻的航向矢量r(n)計算第n時刻的平滑航向矢量u(n)：

其中u(n-1)表示第n-1時刻的平滑導向矢量，遺忘因子α滿足條件0＜α＜1；

(2b)利用第n時刻的平滑航向矢量u(n)計算第n時刻的航向角θ(n)：

其中cos^-1(·)表示反余弦函數，分量u_x(n)與u_y(n)分別表示第n時刻的平滑航向矢量u(n)在x、y軸方向上的分量；

步驟3：利用提取的航跡信息，迭代更新第n時刻的航跡特征，包括等效幅度均值ρ_mean(n)、等效幅度最大值ρ_max(n)、等效幅度標準差σ_ρ(n)、高度均值H_mean(n)、速度均值V_mean(n)、航跡連續度D(n)、航向角最大值θ_max(n)、航向角最小值θ_min(n)、航向角變化量Δθ(n)；

所述的航跡連續度D(n)、航向角最大值θ_max(n)、航向角最小值θ_min(n)、航向角變化量Δθ(n)，按照如下情況進行計算：

(3a)當n＝0時：

航跡連續度D(n)＝0；

航向角最大值θ_max(n)＝θ(n)；

航向角最大值θ_min(n)＝θ(n)；

航向角變化量Δθ(n)＝0；

(3b)當n≥1時：

航跡連續度

航向角最大值

航向角最小值

航向角變化量Δθ(n)＝θ_max(n)-θ_min(n)；

其中θ_max(n-1)和θ_min(n-1)表示第n-1時刻的航向角最大值和航向角最小值，第n時刻的修正航向角定義如下

其中θ(n-1)表示第n-1時刻的航向角；

步驟4：利用第n時刻的部分航跡特征進行門限判決，若滿足條件則標記第n時刻的瞬時航跡屬性，并執行步驟7；否則不標記第n時刻的瞬時航跡屬性，并執行步驟5，其中部分航跡特征包括速度均值V_mean(n)、等效幅度均值ρ_mean(n)、等效幅度最大值ρ_max(n)、等效幅度標準差σρ(n)、高度均值H_mean(n)和航向角變化量Δθ(n)；

所述的利用第n時刻的部分航跡特征進行門限判決，按照如下情況進行判決：

(4a)當速度均值V_mean(n)≥V_th1時，第n時刻瞬時航跡屬性判為目標；

(4b)當等效幅度均值ρ_mean(n)≥ρ_th1時，第n時刻瞬時航跡屬性判為目標；

(4c)當等效幅度最大值ρ_max(n)≥ρ_up時，第n時刻瞬時航跡屬性判為目標；

(4d)當等效幅度標準差σρ(n)≥σ_th時，第n時刻瞬時航跡屬性判為目標；

(4e)當航向角變化量Δθ(n)≥θ_th時，第n時刻瞬時航跡屬性判為目標；

(4f)當高度均值H_mean(n)≥H_th且速度均值V_mean(n)≤V_th2且等效幅度均值ρ_mean(n)≤ρ_th2時，第n時刻瞬時航跡屬性判為氣象；

(4g)當以上情況不滿足時，第n時刻瞬時航跡屬性判為不確定；

其中速度均值第一門限V_th1、等效幅度均值第一門限ρ_th1、等效幅度最大值門限ρ_up、等效幅度標準差門限σ_th、航向角門限θ_th、高度均值門限H_th、速度均值第二門限V_th2、等效幅度均值第二門限ρ_th2均為常數；

步驟5：利用已訓練的支持向量機分類器進行第n時刻的瞬時航跡屬性判別，瞬時航跡屬性類型有氣象、目標、疑似氣象三種，分類器所用的航跡特征包括等效幅度均值ρ_mean(n)、等效幅度最大值ρ_max(n)、等效幅度標準差σρ(n)、高度均值H_mean(n)、速度均值V_mean(n)、航跡連續度D(n)和航向角變化量Δ(n)；

步驟6：根據已統計的氣象航向角集合，判斷疑似氣象航跡的航向角θ(n)是否在氣象航向角集合內，若是則標記第n時刻的瞬時航跡屬性為氣象，否則標記第n時刻的瞬時航跡屬性為目標；

步驟7：迭代更新第n時刻的綜合航跡屬性值f(n)，當f(n)θ0時，標記第n時刻綜合航跡屬性為氣象，當f(n)≤0時，標記第n時刻綜合航跡屬性為目標；

步驟8：當航跡更新時，將更新時刻標記為第n+1時刻，令n＝n+1，重復步驟2～步驟7。

2.根據權利要求1所述的一種基于航跡特征迭代更新的氣象航跡抑制方法，其中步驟7迭代更新綜合航跡屬性值f(n)，按照如下步驟進行：

(5a)設第n時刻的航跡屬性標記為q(n)

(5b)計算第n時刻的綜合航跡屬性值f(n)

其中f(n-1)表示第n-1時刻的綜合航跡屬性值，ε表示航跡屬性更新權重。