[發明專利]基于三維數據關聯的外輻射源雷達多目標跟蹤方法

有效

• 申請號: 202011552601.5
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112731373B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 李曉花;盧博;金海燕
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: G01S13/72
• 分類號: G01S13/72;G01S13/00;G01S7/41
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 王敏強

本發明公開了基于三維數據關聯的外輻射源雷達多目標跟蹤方法，包括：建立量測?目標、量測?發射機的數據關聯關系，分別得到每個目標sigma點的狀態一步預測方程、多目標狀態預測方程、多目標量測預測值，根據上述結果計算每個目標的狀態預測協方差、每個Sigma點距離?多普勒合成量測協方差，然后得到濾波增益；對多目標狀態方程、距離?多普勒量測方程進行修正，得到修正后的多目標后驗關聯概率根據PMHT算法，結合多目標后驗關聯概率計算得到計算每個目標的狀態預測值和狀態預測協方差采用多傳感器序貫處理結構將步驟10得到的S個發射機對應的狀態預測值狀態預測協方差進行融合。能提高多目標與量測、發射機后驗關聯概率的精確度。

技術領域

本發明屬于外輻射源雷達跟蹤方法技術領域，涉及一種基于三維數據關聯的外輻射源雷達多目標跟蹤方法。

背景技術

信息技術的迅猛發展使作戰雙方圍繞電磁頻譜控制權的爭奪日趨激烈，傳統主動式雷達已很難滿足現代戰爭“隱蔽自身、靈活布站、精確打擊”的要求。為克服傳統主動式雷達的不足，目前世界大國均已開展了外輻射源雷達的研究。外輻射源雷達目標跟蹤，是指雷達系統對目標反射的其它非合作照射源信號(如電視、導航、通信、衛星信號等)進行處理，實現目標的跟蹤，該系統具有隱蔽性好、信號源豐富、抗雜波能力強等優勢。

外輻射源雷達跟蹤系統的量測信息主要包括距離、角度和多普勒信息。單獨依靠某一種量測信息進行外輻射源多目標跟蹤具有一定局限性，難以得到良好的跟蹤性能。另外，由于外輻射源雷達跟蹤系統的角度信息測量誤差較大，跟蹤性能較差，因此本發明采用距離和多普勒相結合的方式開展外輻射源雷達多目標跟蹤研究。

對于外輻射源雷達多目標跟蹤的方法，近幾年已經有了大量的研究成果，但是現有的多目標跟蹤方法，包括利用修正期望最大化(Expectation-Maximum，EM)方法在各個目標和量測之間進行EM迭代來估計各個目標的狀態、基于數據關聯的多目標跟蹤算法和基于距離-多普勒的似然比跟蹤方法等，都存在著抗雜波性能差，航跡關聯成功率低的問題，導致跟蹤性能較差。另外，傳統多目標跟蹤方法(如MHT和JPDA)，量測與目標的對應規則使算法運算量與目標、量測和傳感器的個數成指數增長，不利于實時跟蹤。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于三維數據關聯的外輻射源雷達多目標跟蹤方法，解決現有技術中存在多目標航跡關聯成功率低的問題。

本發明所采用的技術方案是，基于三維數據關聯的外輻射源雷達多目標跟蹤方法，包括以下步驟：

步驟1、建立所有跟蹤時刻t＝1,2，L?T的量測-目標、量測-發射機的數據關聯關系；

步驟2、初始化在t時刻的每個目標狀態，并進行Sigma點采樣；

步驟3、根據多目標狀態方程及初始化后的每個目標狀態對每個目標的Sigma點進行狀態預測，得到每個Sigma點采樣的一步狀態預測方程；然后根據一步狀態預測方程進行多目標狀態預測，得到每個目標的狀態預測方程；

步驟4、根據距離-多普勒量測方程得到多目標量測預測方程，并分別計算各個發射機的多目標量測預測值；

步驟5、根據狀態預測方程得到多目標狀態預測協方差方程，并計算多目標狀態預測協方差；根據狀態預測方程、多目標量測預測方程得到量測協方差，并計算S個發射機對應的Sigma點距離-多普勒合成量測協方差；

步驟6、對多目標狀態方程、距離-多普勒量測方程進行修正，根據修正后的目標狀態方程、距離-多普勒量測方程計算多目標后驗關聯概率

步驟7、根據多目標后驗關聯概率得到合成量測合成協方差

步驟8、根據多目標Sigma點距離-多普勒的量測協方差和合成協方差計算S個發射機的濾波增益；