一种基于场面监视雷达的静止目标检测方法及系统技术方案

本发明专利技术属于民用航空技术领域，具体涉及一种基于场面监视雷达的静止目标检测方法及系统，所述方法包括以下步骤：获取被监视目标的N个测量值，并生成关于测距和测角的两个对列；根据两个队列分别计算两个维度上的距离检验统计量和角度检验统计量；判断距离检验统计量和角度检验统计量是否都满足统计检验要求，若是则确定目标处于静止状态，若否则确定目标处于运动状态。本发明专利技术根据雷达探测到的数据，通过统计检验来判断被监视目标的当前状态，从而实现对目标的运动状态和静止状态检测，便于对处于不同状态的目标采用不同的跟踪方式，避免了静止目标跟踪丢失的情况发生，从而实现对目标全时段的准确跟踪和管理。

【技术实现步骤摘要】
一种基于场面监视雷达的静止目标检测方法及系统
本专利技术属于民用航空
，具体涉及一种基于场面监视雷达的静止目标检测方法及系统。
技术介绍
近年来全球的航空运输业发展得迅速，航空公司的规模日益壮大，导致机场内飞机起飞架次大大增加，同时，机场内的车辆移动量也有较大提高，因而对机场进行合理有效的监视是机场管理的重要方向。为了适应未来不断增加的航班数量、提高旅客处理能力，国内多个机场完成改扩建，不少机场拥有两根跑道，有的机场拥有三根甚至更多的跑道。在机场单凭机场塔台管制员目视、语音通信指挥以及地勤人为干预来维持机场的正常运转，会受到气候、地理环境以及人身体疲劳等方面的影响，已经越来越难以满足航空业快速发展的需要，也对机场的安全运行提出了严峻挑战。在现有技术中，机场场面监视雷达通过收发电磁信号探测机场场面上的飞机和车辆等目标，成为机场场面监控的重要手段。与广播式自动相关监视系统(ADS-B)、基于应答机的多基站定位系统等其他监测手段相比，机场场面监视雷达具有不需要目标合作、作用距离远、数据率高以及全天时和全天候条件下工作等优点。从20世纪60年代开始，国外开始将场面监视雷达用于机场地面监控。目前国际上生产场面监视雷达(SurfaceMovementRadar，SMR)的主要厂家有法国的Thales公司、丹麦的Terma公司、西班牙的Indra公司、美国的Selex公司等。在传统的目标跟踪与数据处理系统中，主要通过滑动波门检测来完成目标航迹起始，在跟踪过程中也需要环形波门来完成目标跟踪，这对固定翼飞行器目标，具有失速特征的目标来说没有什么问题。但是对于场面目标，尤其是在停机位，或者是在滑行的过程中，且中间存在静止状态的目标，用以上的方法就不适合，会存在目标航迹起始失败，目标跟踪丢失的现象。从而导致监视目标与飞行计划关联失败或丢失的情况，会增加管制员对航空器与飞机计划多次关联的负担。传统的空管场面监视雷达数据处理有以下几个明显的弊端：(1)静止起始目标没有统一有效的方法，容易出现目标不能起始的错误。实际中主要依赖人工，人工通过手动方式起始目标，容易造成“错、忘、漏”的现象。(2)飞机在滑行的过程中，会出现滑行暂停/停止的现象，在早晚放飞的高峰时段尤为明显。使用传统方式会导致目标丢失的现象，但是在SMR的一次回波图上依然可以见到该目标的明晰图像。实际中出现该现象，依然需要人工进行目标起始，而且还要手动完成目标的关联处理。(3)在监视地面飞行器目标发生暂停/停止的状态时，由于固有测量误差，会出现目标发生正太随机游动现象，此时传统的监视处理系统要么会将该目标进行波门过滤，从而丢失目标；要么会进行跟踪，从而导致目标跟踪乱飘，会给管制员带来不必要的工作量，从而触发场面非法侵入警告进而影响场面航空安全。导致上述缺点的原因：(1)目标跟踪方式没有因地制宜，采用传统的空中目标跟踪方式对地面目标进行跟踪，显然没有考虑到地面目标并没有失速这一特征，从而导致目标跟踪丢失，或者因为测量不准导致的目标跟踪游动的情况时有发生。(2)地面目标跟踪，没有出现明显的较为特定的跟踪方式，没有从数据发生和产生的机理中导出静止目标处理方法，导致地面目标跟踪没有空中目标跟踪流畅，时常发生虚警和漏警现象。这对场面管制人员来说，带来了较大不必要的工作量。鉴于现有技术的不足，立足我国大型机场场面监视雷达的实际业务需求，本专利技术为管制目标监视和运行安全提供一种新的技术手段，从而便于对处于不同状态的目标采用不同的跟踪方式。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供了一种基于场面监视雷达的静止目标检测方法及系统，根据雷达探测到的数据，通过统计检验来判断被监视目标的当前状态，从而实现对目标的运动状态和静止状态检测，便于对处于不同状态的目标采用不同的跟踪方式，避免了静止目标跟踪丢失的情况发生，从而实现对目标全时段的准确跟踪和管理。第一方面，本专利技术提供了一种基于场面监视雷达的静止目标检测方法，包括以下步骤：获取被监视目标的N个测量值，并生成关于测距和测角的两个对列；根据两个队列分别计算两个维度上的距离检验统计量和角度检验统计量；判断距离检验统计量和角度检验统计量是否都满足统计检验要求，若是则确定目标处于静止状态，若否则确定目标处于运动状态。优选地，所述获取被监视目标的N个测量值，并生成关于测距和测角的两个对列，具体为：通过雷达获取被监视目标的N个测量值(Rai,Azi){i＝1,...,N}，Rai表示测距值，Azi表示测角值；根据N个测距值生成测距队列Rai(i＝1,2,...,N)；根据N个测角值生成测角队列Azi(i＝1,2,...,N)。优选地，所述根据两个队列分别计算两个维度上的距离检验统计量和角度检验统计量，具体为：根据测距队列Ra计算距离维度上的距离检验统计量SRa2是Ra维度上的维度方差，是Ra的测量方差；根据测角队列Az计算角度维度上的角度检验统计量SAz2是Az维度上的维度方差，是Az的测量方差。优选地，所述判断距离检验统计量和角度检验统计量是否都满足统计检验要求，若是则确定目标处于静止状态，若否则确定目标处于运动状态，具体为：判断距离检验统计量是否大于临界值，若是，则目标在距离维度上发生了位移处于运动状态，若否，则目标在距离维度上没有发生位移处于静止状态；判断角度检验统计量是否大于临界值，若是，则目标在角度维度上发生了位移处于运动状态，若否，则目标在角度维度上没有发生位移处于静止状态；目标在距离维度和角度维度上都处于静止状态时，则确定目标处于静止状态，目标在距离维度上和/或角度维度上处于运动状态时，则确定目标处于运动状态。优选地，所述的一种基于场面监视雷达的静止目标检测方法，还包括以下步骤：对处于静止状态的目标采用地面跟踪方式进行跟踪，或对处于运动状态的目标采用空中跟踪方式进行跟踪。第二方面，本专利技术提供了一种基于场面监视雷达的静止目标检测系统，适用于第一方面所述的基于场面监视雷达的静止目标检测方法，包括：数据获取单元，用于获取被监视目标的N个测量值，并生成关于测距和测角的两个对列；统计量计算单元，用于根据两个队列分别计算两个维度上的距离检验统计量和角度检验统计量；判断分析单元，用于判断距离检验统计量和角度检验统计量是否都满足统计检验要求，若是则确定目标处于静止状态，若否则确定目标处于运动状态。优选地，所述获取被监视目标的N个测量值，并生成关于测距和测角的两个对列，具体为：通过雷达获取被监视目标的N个测量值(Rai,Azi){i＝1,...,N}，Rai表示测距值，Azi表示测角值；根据N个测距值生成测距队列Rai(i＝1,2,...,N)；根据N个测角值生成测角队列Azi(i＝1,2,...,N)。优选地，所述根据两个队列分别计算两个维度上的距离检验统计量和角本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于场面监视雷达的静止目标检测方法，其特征在于，包括以下步骤：/n获取被监视目标的N个测量值，并生成关于测距和测角的两个对列；/n根据两个队列分别计算两个维度上的距离检验统计量和角度检验统计量；/n判断距离检验统计量和角度检验统计量是否都满足统计检验要求，若是则确定目标处于静止状态，若否则确定目标处于运动状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于场面监视雷达的静止目标检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取被监视目标的N个测量值，并生成关于测距和测角的两个对列；
根据两个队列分别计算两个维度上的距离检验统计量和角度检验统计量；
判断距离检验统计量和角度检验统计量是否都满足统计检验要求，若是则确定目标处于静止状态，若否则确定目标处于运动状态。


2.根据权利要求1所述的一种基于场面监视雷达的静止目标检测方法，其特征在于，所述获取被监视目标的N个测量值，并生成关于测距和测角的两个对列，具体为：
通过雷达获取被监视目标的N个测量值(Rai,Azi){i＝1,...,N}，Rai表示测距值，Azi表示测角值；
根据N个测距值生成测距队列Rai(i＝1,2,...,N)；
根据N个测角值生成测角队列Azi(i＝1,2,...,N)。


3.根据权利要求2所述的一种基于场面监视雷达的静止目标检测方法，其特征在于，所述根据两个队列分别计算两个维度上的距离检验统计量和角度检验统计量，具体为：
根据测距队列Ra计算距离维度上的距离检验统计量



SRa2是Ra维度上的维度方差，是Ra的测量方差；
根据测角队列Az计算角度维度上的角度检验统计量



SAz2是Az维度上的维度方差，是Az的测量方差。


4.根据权利要求3所述的一种基于场面监视雷达的静止目标检测方法，其特征在于，所述判断距离检验统计量和角度检验统计量是否都满足统计检验要求，若是则确定目标处于静止状态，若否则确定目标处于运动状态，具体为：
判断距离检验统计量是否大于临界值，若是，则目标在距离维度上发生了位移处于运动状态，若否，则目标在距离维度上没有发生位移处于静止状态；
判断角度检验统计量是否大于临界值，若是，则目标在角度维度上发生了位移处于运动状态，若否，则目标在角度维度上没有发生位移处于静止状态；
目标在距离维度和角度维度上都处于静止状态时，则确定目标处于静止状态，目标在距离维度上和/或角度维度上处于运动状态时，则确定目标处于运动状态。


5.根据权利要求4所述的一种基于场面监视雷达的静止目标检测方法，其特征在于，还包括以下步骤：
对处于静止状态的目标采用地面跟踪方式进行跟踪，或对处于运动状态的目标采用空中跟踪方式进行跟踪。


6.一种基于场面监视雷达的静止目标检测系统，适用于权...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐伟，郝育松，王炘，赵冉宇，
申请(专利权)人：中国民用航空总局第二研究所，成都民航空管科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51