一种机载雷达地面动静目标稳定跟踪方法技术

本发明专利技术涉及一种机载雷达地面动静目标稳定跟踪方法，根据动、静目标特点，采用同时发射非线性调频和步进频信号分别对动、静目标进行检测。非线性调频信号主要用于检测动目标，步进频信号主要用于检测静目标。在雷达的一个扫描帧可以同时得到地面动目标和静目标的一次点迹。与传统的方法相比，本发明专利技术能够同时关注地面动目标和静目标，反应地面目标的整体态势，当目标由动到静或由静到动时能持续跟踪，保证地面动、静目标的连续稳定跟踪。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及，根据动、静目标特点，采用同时发射非线性调频和步进频信号分别对动、静目标进行检测。非线性调频信号主要用于检测动目标，步进频信号主要用于检测静目标。在雷达的一个扫描帧可以同时得到地面动目标和静目标的一次点迹。与传统的方法相比，本专利技术能够同时关注地面动目标和静目标，反应地面目标的整体态势，当目标由动到静或由静到动时能持续跟踪，保证地面动、静目标的连续稳定跟踪。【专利说明】-种机载雷达地面动静目标稳定跟踪方法
本专利技术地属于面目标数据处理方法，隶属于雷达信号检测和数据处理
， 具体涉及。
技术介绍
机载雷达对地多目标跟踪与传统对空雷达相比存在明显差异，技术难度大。首先， 机载雷达平台与目标间存在相对运动，目标跟踪不仅与目标的运动状态有关，而且还与载 机自身的运动状态有关；其次，由于跟踪目标为地面目标，存在较强的地杂波背景，使雷达 检测目标困难；最后，由于地面静止目标和运动目标、机动目标和非机动目标同时存在，使 目标稳定跟踪难度显著增加。 (1)目标运动环境：空中目标运动在H维空间，而地面目标通常在小范围内可等 效为二维运动，并且，对于在道路上运动的目标，在某阶段可等效为一维运动，直到遇到道 路交叉点，此时其运动方向可能发生变化。另外地面目标的运动区域通常会受到较多的限 巧||，例如恶劣的地形条件使得目标无法通过。虽然空中目标也会遇到山体等阻挡，但是它所 受到的外部环境限制远远少于地面目标。 似目标运动特性谊中目标除直升飞机和飞艇外，均受到最小速度的限制，低于 该限制的目标将无法正常运转，而地面目标则可W加速、减速、完全静止或者在一段时间内 保持运动状态不变。因此地面目标运动的可变性要远高于空中目标。 (3)目标密集度；除非一些特殊情况，通常空中目标会保持一定的安全距离。而地 面目标之间，可W W非常近的距离运动，静止时还可W -辆接一辆地停放，因此地面目标的 密集度远高于空中目标。 [000引 （4)传感器检测概率；由于地形遮挡，传感器可能无法观测到地面目标，另外地面 动目标指示（GMTI)存在最小检测径向速度（MDV)，当目标静止或W较低速度运动时传感器 无法检测，因此传感器的检测可能是不连续的。 (5)杂波；地面目标在杂波较为严重的环境中运动，目前采用的杂波抑制处理还 无法达到接近理想的抑制效果，杂波的存在将导致检测概率的降低和虚警数目的增加。 机载雷达在对地面目标探测时，需要同时关注地面动目标和静目标。传统的数据 处理方法受处理水平和技术条件限制，通常将动目标和静目标分开处理，该方法不能充分 反应地面目标的整体态势，尤其是当目标由动到静或由静到动运动时，会导致目标丢失。 随着微电子技术发展，芯片处理能力不断提高，双核、多核CPU的不断出现和应 用，限制多批次地面目标处理的硬件瓶颈消失，开发一种地面动静目标数据处理方法，保证 地面目标动、静状态稳定跟踪成为可能。
技术实现思路
为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提出一种机载雷达地面动静目标稳定跟踪 方法 ，其特征在于步骤如下： 步骤1 ;雷达发射非线性调频信号用于检测动目标，发射步进频信号检测静目标， 在雷达的一个扫描峽同时得到地面动目标和静目标的一次点迹； 步骤2 ;分别进行动目标和静目标的一次点迹进行去旁瓣和加权凝聚处理； 步骤3 ;采用基于两级化U曲变换的航迹起始方法将动和静目标的凝聚点分别建 立各自的备选航迹；将前一峽备选航迹进行运动补偿，补偿到当前峽载机所在位置； 步骤4 ;预测当前峽航迹的位置：f(k/k - ：1) = Fl(k- 1/k-巧，其中： 【权利要求】1. ，其特征在于步骤如下： 步骤1:雷达发射非线性调频信号用于检测动目标，发射步进频信号检测静目标，在雷 达的一个扫描帧同时得到地面动目标和静目标的一次点迹； 步骤2 :分别进行动目标和静目标的一次点迹进行去旁瓣和加权凝聚处理； 步骤3 :采用基于两级Hough变换的航迹起始方法将动和静目标的凝聚点分别建立各 自的备选航迹；将前一帧备选航迹进行运动补偿，补偿到当前帧载机所在位置；度分量； 步骤5 :重复步骤1?步骤2,得到下一个点迹的凝聚点； 步骤6 :以航迹的预测位置为中心，将落入波门内的量测数据和航迹相关联，得到相关 组合； 如果量测数据没有落在任何一个航迹的波门内，以该数据建立一个新的航迹； 如果在航迹的波门内没有观测点，分两种情况： 情况1 :当动目标航迹与所有动目标凝聚点都不相关，则进行两假设跟踪，得到相关组 合； 假设1 :目标未被检出，则将航迹按照之前的运动规律进行外推； 假设2 :目标静止，则进行动目标航迹与静目标凝聚点之间的相关，如果有相关点，则 用其进行航迹更新，如果没有相关点，则保持航迹原来的位置不动，速度为零； 情况2 :当静目标航迹与所有静目标凝聚点都不相关，则进行两假设跟踪； 假设1 :目标未被检出，则保持航迹原来的位置不动，速度为零，目标仍然静止； 假设2 :目标转为运动，则进行静目标航迹与动目标凝聚点之间的相关，如果有相关 点，则用其进行航迹更新，并估计航迹的速度，如果没有相关点，则保持航迹原来的位置不 动，等待下一帧的相关，得到相关组合； 将所有动目标航迹和静目标航迹的相关组合按照下式参与运算，找到一个全局代价最 小的最优分配，用其进行航迹的最终更新； a* (k) = arg mina(k)C (k I a (k)) 其中：其中：m>0,n>0为测量与航迹相关;m>0,n=O为测量与已存在的航迹不相关，为虚警；m=O1,n>0为假设测量1与航迹相关;m= 02,n>0为假设测量2与航迹相关； A(k，m，n)是交互多模型估计的组合概率，Vtl是最小可检测速度，VJk)是第k个扫描 帧的径向速度（如果第k个扫描帧没有测量值则\ (k)是由第k-1个扫描帧预测得来）。假 设速度服从高斯分布，贝1J可以计算出P(Iv1Xk)I彡VcJ和P(Iv1Xk)I〈V。};步骤8、航迹管理：当一条航迹多次没有观测点造成多次外推时，将航迹删除；重复步 骤1?步骤8,进行动静目标稳定跟踪。2. 根据权利要求1所述机载雷达地面动静目标稳定跟踪方法，其特征在于：所述距离 波门20?50m。3. 根据权利要求1所述机载雷达地面动静目标稳定跟踪方法，其特征在于：所述方位 波门1.5?2. 5度。4. 根据权利要求1所述机载雷达地面动静目标稳定跟踪方法，其特征在于：所述俯仰 波门2?4度。5. 根据权利要求1所述机载雷达地面动静目标稳定跟踪方法，其特征在于：所述多普 勒波门3?6个。【文档编号】G01S13/66GK104502907SQ201410775618【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月15日 优先权日:2014年12月15日 【专利技术者】段芳芳, 张明, 周凯, 王伟, 唐尧 申请人:西安电子工程研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机载雷达地面动静目标稳定跟踪方法，其特征在于步骤如下：步骤1：雷达发射非线性调频信号用于检测动目标，发射步进频信号检测静目标，在雷达的一个扫描帧同时得到地面动目标和静目标的一次点迹；步骤2：分别进行动目标和静目标的一次点迹进行去旁瓣和加权凝聚处理；步骤3：采用基于两级Hough变换的航迹起始方法将动和静目标的凝聚点分别建立各自的备选航迹；将前一帧备选航迹进行运动补偿，补偿到当前帧载机所在位置；步骤4：预测当前帧航迹的位置：X^(k/k-1)=FX^(k-1/k-1),]]>其中：F=1TT2/201T001,]]>X=xx·x··T,]]>x、和分别表示当前帧航迹的位置，速度和加速度分量；步骤5：重复步骤1～步骤2，得到下一个点迹的凝聚点；步骤6：以航迹的预测位置为中心，将落入波门内的量测数据和航迹相关联，得到相关组合；如果量测数据没有落在任何一个航迹的波门内，以该数据建立一个新的航迹；如果在航迹的波门内没有观测点，分两种情况：情况1：当动目标航迹与所有动目标凝聚点都不相关，则进行两假设跟踪，得到相关组合；假设1：目标未被检出，则将航迹按照之前的运动规律进行外推；假设2：目标静止，则进行动目标航迹与静目标凝聚点之间的相关，如果有相关点，则用其进行航迹更新，如果没有相关点，则保持航迹原来的位置不动，速度为零；情况2：当静目标航迹与所有静目标凝聚点都不相关，则进行两假设跟踪；假设1：目标未被检出，则保持航迹原来的位置不动，速度为零，目标仍然静止；假设2：目标转为运动，则进行静目标航迹与动目标凝聚点之间的相关，如果有相关点，则用其进行航迹更新，并估计航迹的速度，如果没有相关点，则保持航迹原来的位置不动，等待下一帧的相关，得到相关组合；将所有动目标航迹和静目标航迹的相关组合按照下式参与运算，找到一个全局代价最小的最优分配，用其进行航迹的最终更新；a*(k)＝arg mina(k)C(k|a(k))其中：C(k|a(k))=Σm=01,02,1M(k)Σn=1N(k-1)a(k,m,n)c(k,m,n)]]>其中：c(k,m,n)是分配a(k,m,n)的代价值：c(k,m,n)=-ln(Φ(k,m,n)Φ(k,m,0))]]>当情况1时：Ф(k,m,n)计算如下：Φ(k,m,n)=PDP{|vr(k)|≥v0}Λ(k,m,n)m>0,n>0λm>0,n=0(1-PD)P{|vr(k)|≥v0}λm=01,n>0P{|vr(k)|<v0}λm=02,n>0]]>其中：m>0,n>0为测量与航迹相关；m>0,n＝0为测量与已存在的航迹不相关，为虚警；m＝01,n>0为假设测量1与航迹相关；m＝02,n>0为假设测量2与航迹相关；Λ(k,m,n)是交互多模型估计的组合概率，v0是最小可检测速度，vr(k)是第k个扫描帧的径向速度(如果第k个扫描帧没有测量值则vr(k)是由第k‑1个扫描帧预测得来)。假设速度服从高斯分布，则可以计算出P{|vr(k)|≥v0}和P{|vr(k)|<v0}；虚警的空间密度λ为：λ=PFA123/2σrrσθσr·]]>其中PFA是虚警概率，距离、方位、距离速度三维的测量精度分别为和当情况2时，Ф(k，m，n)计算如下：Φ(k,m,n)=PDP{|vr(k)|=0}Λ(k,m,n)m>0,n>0λm>0,n=0(1-PD)P{|vr(k)|=0}λm=01,n>0P{|vr(k)|!=0}λm=02,n>0]]>情况2需要计算P{|vr(k)|＝0}和P{|vr(k)|！＝0}；所述波门包括距离波门、方位波门、俯仰波门和多普勒波门；步骤7、滤波：按照α‑β‑γ的滤波方法，对航迹进行滤波X^(k/k)=X^(k/k-1)+K[y(k)-HX^(k/k-1)]]]>X^(k/k-1)=FX^(k-1/k-1),]]>其中增益矩阵K=αβ/Tγ/T2,]]>观测矩阵H＝[1 0 0]；步骤8、航迹管理：当一条航迹多次没有观测点造成多次外推时，将航迹删除；重复步骤1～步骤8，进行动静目标稳定跟踪。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：段芳芳，张明，周凯，王伟，唐尧，
申请(专利权)人：西安电子工程研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61