[發(fā)明專利]一種基于跟蹤信息的貝葉斯角度估計方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211537880.7
• 申請日: 2022-12-01
• 公開（公告）號: CN115856871A
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉紅亮;白德進(jìn);王佳斌;葉春茂;趙志強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 北京無線電測量研究所
• 主分類號: G01S13/68
• 分類號: G01S13/68
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11212
• 代理人: 沈尚林

本發(fā)明涉及一種基于跟蹤信息的貝葉斯角度估計方法，通過利用歷史跟蹤信息進(jìn)行預(yù)測，獲取目標(biāo)角度概率分布，進(jìn)一步基于當(dāng)前時刻的似然函數(shù)和目標(biāo)角度概率分布建立貝葉斯角度估計模型，獲得目標(biāo)角度的估計值，能夠有效提高目標(biāo)角度估計精度，因此本申請實現(xiàn)了一種能提高目標(biāo)角度估計精度的貝葉斯角度估計方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及雷達(dá)技術(shù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于提高目標(biāo)角度估計精度的基于跟蹤信息的貝葉斯角度估計方法。

背景技術(shù)

雷達(dá)是空中目標(biāo)監(jiān)視的重要手段，能夠?qū)崟r獲取空中目標(biāo)的距離、角度等信息。在估計精度方面，雷達(dá)通過發(fā)射大帶寬的信號可以獲得具有很高的距離精度，角度精度往往受限于雷達(dá)天線尺寸，天線尺寸越大，角度估計精度越高。通常雷達(dá)設(shè)計過程中，需要考慮到研制成本、機(jī)動性、使用場景等諸多因素，雷達(dá)天線尺寸往往受到一定的限制，因此如何在有限的物理尺寸條件下盡可能提高雷達(dá)角度估計精度具有重要的意義。

最大似然估計是雷達(dá)信息處理中常用的角度估計方法，由于雷達(dá)信息處理過程通常是單向處理的，在角度估計過程中在通常認(rèn)為目標(biāo)先驗信息未知，完成目標(biāo)檢測后僅僅基于當(dāng)前目標(biāo)回波數(shù)據(jù)中包含的信息進(jìn)行角度估計。當(dāng)雷達(dá)成功建立目標(biāo)航跡后，便可以通過目標(biāo)跟蹤模塊實時獲取目標(biāo)的狀態(tài)信息，包括目標(biāo)位置和目標(biāo)速度。基于歷史時刻的跟蹤信息，便可預(yù)測當(dāng)前時刻的目標(biāo)角度信息。傳統(tǒng)的最大似然估計方法并未考慮到目標(biāo)角度預(yù)測信息的利用，因此角度估計精度取決于雷達(dá)天線孔徑和當(dāng)前時刻的目標(biāo)回波信噪比，角度估計性能有限，尤其是對于遠(yuǎn)距離敵方目標(biāo)，較差的角度估計性能會造成目標(biāo)的空間不確定度增大，影響后續(xù)的攔截和處置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于跟蹤信息的貝葉斯角度估計方法。

本發(fā)明的一種基于跟蹤信息的貝葉斯角度估計方法的技術(shù)方案如下：

S1、根據(jù)第i個航跡第k-1時刻的目標(biāo)狀態(tài)估計值和第i個航跡第k-1時刻的估計協(xié)方差矩陣P_k-1,i，計算第i個航跡第k時刻的目標(biāo)觀測預(yù)測值/和第i個航跡第k時刻的觀測預(yù)測協(xié)方差矩陣D_k|k-1,i，并建立第k時刻關(guān)聯(lián)波門G_k,i，其中，k為大于1的正整數(shù)，i為正整數(shù)；

S2、根據(jù)第i個航跡第k時刻的目標(biāo)觀測預(yù)測值和第i個航跡第k時刻的觀測預(yù)測協(xié)方差矩陣D_k|k-1,i，建立目標(biāo)角度概率分布p_k,i(θ)；

S3、對第k時刻雷達(dá)數(shù)字回波數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，獲得第m個分辨單元c_m的檢測統(tǒng)計量t_m，并令計數(shù)器j＝1，其中，m為非負(fù)整數(shù)；

S4、若第m個分辨單元c_m位于第k時刻關(guān)聯(lián)波門G_k,i內(nèi)，并且第m個分辨單元c_m的檢測統(tǒng)計量t_m大于檢測門限，則構(gòu)建第m個分辨單元對應(yīng)的陣元級回波矢量s_k,m，并建立似然函數(shù)p(s_k,m|θ)；

S5、根據(jù)目標(biāo)角度概率分布p_k,i(θ)和似然函數(shù)p(s_k,m|θ)，建立貝葉斯角度估計代價函數(shù)p_B(θ)，具體形式為p_B(θ)＝p(s_k,m|θ)p_k,i(θ)；

S6、設(shè)定角度θ的搜索范圍，搜索得到貝葉斯角度估計代價函數(shù)p_B(θ)最大值對應(yīng)的角度值將/作為第m個分辨單元的角度估計結(jié)果，形成第k時刻第j個觀測點跡y_k,j，并令j＝j(luò)+1；

S7、對每個分辨單元執(zhí)行S4至S6；

S8、按照數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)方法，從第k時刻共j個觀測點跡中，選取第i個航跡第k時刻的關(guān)聯(lián)點跡z_k,i；