【技术实现步骤摘要】
本申请涉及空间态势感知，特别是涉及一种天基组网雷达多重覆盖融合的目标跟踪方法及系统。
技术介绍
1、空间目标的数量随着人类航天活动的增加呈爆炸式增长，针对各类航天器的跟踪监视技术已经成为了空间态势感知任务的重要技术支持手段。增强空间态势感知能力是空间资源开发、空间安全及空间控制的关键。
2、空间目标监视系统的主要任务是对重要空间目标遂行精确跟踪与编目，天基雷达作为空间目标监视体系的重要组成部分，能够与地基雷达以及天基光学传感器协同工作，进一步增强太空监视系统的态势感知能力。经过多年发展，各国的天基雷达可展开天线技术与t/r组件技术有了进一步突破，这能够有效解决天基雷达功率发射的问题，让天基监视组网雷达的制造装备与运行工作成为可能。
3、区别于天基光学传感器与地基雷达，天基组网雷达具有其独特的探测优势。天基雷达不需要考虑各国地理限制，能够实现太空空间的全天域布站。同时，不同于天基光学传感器，天基雷达的探测能力不受太阳光照的影响，在地影区也能够实现对空间目标的有效探测。这些特性能够保证天基雷达对空间目标具有更高的观测频次，这能够大大提升监视系统对空间目标的编目信息更新能力。
4、然而，天基雷达还面临着，诸如：天基雷达在遂行空间目标监视任务的过程中，其需要监视的视场很大，这样利用天基雷达对空间目标进行大范围搜索，对雷达的功率孔径积提出了很高的要求；单部天基雷达不足以形成规模化的低轨空间目标探测能力，需要通过构建walker星座实现低轨空间的全面覆盖。此时，空间目标会出现在多部天基雷达的监视空域，如何
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够对空间目标进行大范围搜索，且对低轨空间进行全面覆盖的天基组网雷达多重覆盖融合的目标跟踪方法及系统。
2、一种天基组网雷达多重覆盖融合的目标跟踪方法，所述方法包括：
3、获取天基组网雷达布置于低轨空间各轨道平面上的多个雷达节点分别观测同一个目标得到的目标回波数据；
4、对各所述目标回波数据进行预处理后得到雷达量测数据，其中，各所述目标量测数据为以目标为原点的笛卡尔坐标系下的三维量测数据；
5、分别对各所述三维量测数据进行无迹卡尔曼滤波后得到对应的多个滤波数据；
6、根据协方差交叉融合算法对所有所述滤波数据进行序贯融合，得到目标的融合状态估计，以实现目标跟踪。
7、在其中一实施例中，所述对各所述目标回波数据进行预处理包括：脉冲压缩以及动目标检测。
8、在其中一实施例中，所述三维量测数据表示为：
9、
10、
11、其中，θq,k(xk)＝arctan2((yk-yq,k)/(xk-xq,k))
12、
13、在上式中，rq,k,θq,k,分别表示第q个雷达节点在k时刻下的量测矩阵中的目标距离、方位角度信息与俯仰角度信息，xk表示在k时刻下目标的运动状态，(xq,k，yq,k，zq,k)表示在k时刻下，第q个雷达节点在笛卡尔坐标系下的位置坐标，(xk,yk,zk)表示在k时刻下目标在笛卡尔坐标系下的位置坐标。
14、在其中一实施例中，所述目标的运动状态表示为：
15、xk＝fxk-1+uk-1
16、在上式中，xk表示目标的运动状态向量，其具体形式为：其中，(xk,yk,zk)、分别表示在笛卡尔坐标系下第k时刻的位置、速度与加速度，f表示状态转移矩阵，uk-1表示零均值的高斯白噪声。
17、在其中一实施例中，根据协方差交叉融合算法对所有所述滤波数据进行序贯融合，融合后的目标状态估计值与对应的协方差表示：
18、
19、在上式中，表示k时刻，目标的所有跟踪雷达节点的集合，表示空间目标的融合估计状态,表示跟踪的融合协方差，ωq,k表示不同雷达节点在融合过程中的权重。
20、在其中一实施例中，不同雷达节点在融合过程中的权重，采用以下公式得到：
21、
22、本申请还提供了一种天基组网雷达多重覆盖融合的目标跟踪系统，所述系统包括：多个布置于低轨空间各轨道平面上的天基雷达，以及信息融合单元；
23、各所述天基雷达，用于观测同一个目标得到的目标回波数据，对所述目标回波数据进行预处理后得到雷达量测数据，其中，所述目标量测数据为以目标为原点的笛卡尔坐标系下的三维量测数据，对所述三维量测数据进行无迹卡尔曼滤波后得到对应的滤波数据，并将所述滤波数据发送至所述信息融合单元；
24、所述信息融合单元，用于根据协方差交叉融合算法对所有所述滤波数据进行序贯融合，得到目标的融合状态估计，以实现目标跟踪。
25、在其中一实施例中，各所述天基雷达以walker星座几何配置进行组网。
26、在其中一实施例中，各所述天基雷达的雷达功率孔径积均根据双行轨道根数tel信息得到。
27、上述天基组网雷达多重覆盖融合的目标跟踪方法及系统，通过对由天基组网雷达布置于低轨空间各轨道平面上的多个雷达节点分别观测同一个目标得到的目标回波数据，进行预处理后得到雷达量测数据，其中，各目标量测数据为以目标为原点的笛卡尔坐标系下的三维量测数据，再分别对各三维量测数据进行无迹卡尔曼滤波后得到对应的多个滤波数据，根据协方差交叉融合算法对所有所述滤波数据进行序贯融合，得到目标的融合状态估计，以实现目标跟踪。采用本方法可实现对空间目标的精准跟踪。
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1.一种天基组网雷达多重覆盖融合的目标跟踪方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的目标跟踪方法，其特征在于，所述对各所述目标回波数据进行预处理包括：脉冲压缩以及动目标检测。
3.根据权利要求1所述的目标跟踪方法，其特征在于，所述三维量测数据表示为：
4.根据权利要求3所述的目标跟踪方法，其特征在于，所述目标的运动状态表示为：
5.根据权利要求3所述的目标跟踪方法，其特征在于，根据协方差交叉融合算法对所有所述滤波数据进行序贯融合，融合后的目标状态估计值与对应的协方差表示：
6.根据权利要求5所述的目标跟踪方法，其特征在于，不同雷达节点在融合过程中的权重，采用以下公式得到：
7.一种天基组网雷达多重覆盖融合的目标跟踪系统，其特征在于，所述系统包括：多个布置于低轨空间各轨道平面上的天基雷达，以及信息融合单元；
8.根据权利要求7所述的目标跟踪系统，其特征在于，各所述天基雷达以Walker星座几何配置进行组网。
9.根据权利要求7或8所述的目标跟踪系统，其特征在于，各所述天基
...【技术特征摘要】
1.一种天基组网雷达多重覆盖融合的目标跟踪方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的目标跟踪方法，其特征在于，所述对各所述目标回波数据进行预处理包括：脉冲压缩以及动目标检测。
3.根据权利要求1所述的目标跟踪方法，其特征在于，所述三维量测数据表示为：
4.根据权利要求3所述的目标跟踪方法，其特征在于，所述目标的运动状态表示为：
5.根据权利要求3所述的目标跟踪方法，其特征在于，根据协方差交叉融合算法对所有所述滤波数据进行序贯融合，融合后的目标状态估计值与对...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋李兵，王壮，杨庆伟，郑舒予，任笑圆，赵英健，谢文茜，姜胜腾，王粲雨，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：
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