基于多目标跟踪的分布式MIMO雷达最少阵元快速提取方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111208505A(43)申请公布日2020.05.29(21)申请号202010042626.4(22)申请日2020.01.15(71)申请人中国人民解放军战略支援部队信息工程大学地址450000河南省郑州市高新区科学大道62号(72)发明人王盛蒋春启陈松郑娜娥张靖志吕品品田英华岳嘉颖张龙任修坤(74)专利代理机构郑州大通专利商标代理有限公司41111代理人周艳巧(51)Int.Cl.G01S13/66(2006.01)G01S7/42(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图3页(54)发明名称基于多目标跟踪的分布式MIMO雷达最少阵元快速提取方法(57)摘要本发明属于雷达目标跟踪技术领域，特别涉及一种基于多目标跟踪的分布式MIMO雷达最少阵元快速提取方法，包含：以多目标位置估计误差最大值作为跟踪精度误差，使其小于给定位置精度，建立给定位置精度要求下的最少阵元选取优化模型；对MIMO雷达系统发射和接收阵元分别按照信号衰减从小到大进行排序，依据系统精度误差和给定位置精度，求解最少阵元选取优化模型，以确定选取阵元。本发明能够避免现有目标跟踪盲目选取阵元所带来的计算复杂度的增加，在保证多目标跟踪性能的情况下大幅降低计算量，实现对目标的快速追踪，与现有对比算法相比，计算量降幅能够达到近80％以上，以提高雷达系统目标跟踪精度和效率，具有较好的实际应用价值。CN111208505ACN111208505A权利要求书1/2页1.一种基于多目标跟踪的分布式MIMO雷达最少阵元快速提取方法，其特征在于，包含如下内容：以多目标位置估计误差最大值作为跟踪精度误差，使其小于给定位置精度，建立给定位置精度要求下的最少阵元选取优化模型；对MIMO雷达系统发射和接收阵元分别按照信号衰减从小到大进行排序，依据系统精度误差和给定位置精度，求解最少阵元选取优化模型，以确定最终最小阵元集。2.根据权利要求1所述的基于多目标跟踪的分布式MIMO雷达最少阵元快速提取方法，其特征在于，依据MIMO雷达系统跟踪集群目标数量和观测过程中目标位置估计误差，获取多目标位置估计误差最大值。3.根据权利要求1或2所述的基于多目标跟踪的分布式MIMO雷达最少阵元快速提取方法，其特征在于，MIMO雷达系统多目标位置估计误差最大值表示为：，其中，qt、qr分别表示为雷达系统发射、接收阵元选取变量，表示第k次观测过程中第q个目标位置估计误差，Q表示雷达系统跟踪集群目标数量，表示第k次观测过程中第q个目标横坐标。4.根据权利要求1所述的基于多目标跟踪的分布式MIMO雷达最少阵元快速提取方法，其特征在于，依据雷达系统发射阵元数量、接收阵元数量及跟踪精度误差小于给定位置精度的条件，构建使发射和接收阵元数量最小化的目标函数，并建立给定位置精度要求下的最少阵元选取优化模型。5.根据权利要求1或4所述的基于多目标跟踪的分布式MIMO雷达最少阵元快速提取方法，其特征在于，最少阵元选取优化模型表示为：，其中，qt、qr分别表示为雷达系统发射、接收阵元选取变量，Gk(qt,qr)表示第k次观测过程中多目标位置估计误差最大值，M、N分别表示雷达系统发射阵元、接收阵元数目，分别表示阵元选取变量中发射阵元m、接收阵元n阵元选取结果，其中，0为舍弃，1为选择，η为给定位置精度，(qt,qr)为达到给定位置精度要求的最小阵元集。6.根据权利要求1所述的基于多目标跟踪的分布式MIMO雷达最少阵元快速提取方法，其特征在于，模型求解中，按信号衰减排序获取所有发射阵元集和所有接收阵元集；从发射阵元集和接收阵元集中选取阵元，确定初始最少阵元集合；并依据初始最少阵元集合，求解最少阵元选取优化模型，若有解且满足系统精度误差，则初始最少阵元集合即为所求最小有效阵元集，退出；否则，从发射阵元集和接收阵元集中去除已选取阵元，迭代对模型求解，选取对跟踪性能贡献大的阵元，添加至最少阵元集合中，并依据系统精度误差，确定最终所2CN111208505A权利要求书2/2页求最小有效阵元集。3CN111208505A说明书1/9页基于多目标跟踪的分布式MIMO雷达最少阵元快速提取方法技术领域[0001]本发明属于雷达目标跟踪技术领域，特别涉及一种基于多目标跟踪的分布式MIMO雷达最少阵元快速提取方法。背景技术[0002]多输入多输出(multipleinputmultipleoutput，MIMO)雷达的概念自提出以来，因其所具有的空间分集和波形分集等特点使其在目标检测、跟踪、识别和参数估计等的性能上表现出特有的优势而得到了极大的关注。其中，MIMO雷达系统的资源分配研究是一个重要方面，在广义上，阵元、功率、波形、频率、带宽、时宽等都可视为系统资源。特别是对于