一种机载相控阵雷达航迹关联方法.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CN112946626A(43)申请公布日2021.06.11(21)申请号202110265639.2(22)申请日2021.03.11(71)申请人中国电子科技集团公司第三十八研究所地址230000安徽省合肥市高新技术开发区香樟大道199号(72)发明人马娟顾宗山涂志亮刘军伟张昕张毅张艳浩李永祥洪兴勇(74)专利代理机构合肥昊晟德专利代理事务所(普通合伙)34153代理人王林(51)Int.Cl.G01S13/72(2006.01)G01S13/88(2006.01)权利要求书3页说明书10页附图5页(54)发明名称一种机载相控阵雷达航迹关联方法(57)摘要本发明公开了一种机载相控阵雷达航迹关联方法，属于雷达航迹跟踪技术领域，包括以下步骤：S1：关联步骤划分；S2：径向速度门限判断；S3：门限交叉判断；S4：航迹续接。本发明通过提高航迹关联的可靠性和实时性，提升了机载相控阵雷达的航迹跟踪质量，尤其是在平台运动、跟踪目标数量多、环境杂波强的情况下；在多种坐标系下进行关联门限交叉判断，即利用目标运动特性进行门限判断，又避免了雷达量测方位与量测距离误差的耦合，同时不损失多普勒精度；当目标失跟时，对失跟航迹与新起始航迹进行航迹续接，既快速锁定失跟目标，又降低了短航迹数量，提高了航迹连续性和航迹维持时间。CN112946626ACN112946626A权利要求书1/3页1.一种机载相控阵雷达航迹关联方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：关联步骤划分将航迹关联划分为粗关联和细关联两步，其中，粗关联进行简单门限判断，细关联进行精细门限判断；S2：径向速度门限判断利用PD雷达的多普勒特性，通过径向速度及径向速度与径向距离、载机速度三者之间的物理关系进行门限判断；S3：门限交叉判断在不同坐标系下进行关联门限交叉判断，坐标系包括以运动的雷达载机为坐标中心的平台惯性坐标系、以地面固定位置为虚拟坐标中心的地面惯性坐标系；S4：航迹续接目标失跟后，有新航迹出现时，进行航迹续接判断，根据判断结果对失跟航迹与新起始航迹进行航迹续接。2.根据权利要求1所述的一种机载相控阵雷达航迹关联方法，其特征在于：在所述步骤S1中，探测获得的新点迹与目标航迹先进行粗关联门限判断，在粗关联门限范围内的，先进行状态预测和坐标变换，再进入细关联进行精细关联判断，关联判断过程中有一个条件不满足即认为点迹与航迹关联失败。3.根据权利要求2所述的一种机载相控阵雷达航迹关联方法，其特征在于：在所述步骤S1中，粗关联过程中用直接测量获得的信息判断点迹与航迹的关联性，直接测量获得的信息包括距离、方位和径向速度；粗关联成功后，计算目标径向速度的估计值，进入细关联判断；细关联判断在不同坐标系下进行关联门限交叉判断。4.根据权利要求3所述的一种机载相控阵雷达航迹关联方法，其特征在于：计算目标径向速度的估计值的方式包括两种，分别为不需要坐标变换的目标径向速度计算方法和需要坐标变换的目标径向速度计算方法；不需要坐标变换的目标径向速度计算方式如下：根据新点迹测量时刻的载机惯导速度，利用下式1计算载机在目标方向的速度投影Da，利用下式2计算新点迹测量时刻径向速度的估计值Dp：Da＝Vx*cos(Cp)+Vy*sin(Cp)(1)Dp＝(r–r1)/(t1‑t)–Da(2)其中，Vx为载机在x坐标轴方向的速度，Vy为载机在y坐标轴方向的速度，Cp为新点迹方位，r为新点迹距离，r1为航迹最近更新点迹的距离，t为点迹测量时间，t1为航迹最近更新点迹的测量时间；需要坐标变换的目标径向速度计算方式如下：将航迹最近更新点位置转换到以新点迹测量时刻的载机位置为坐标中心的平台惯性坐标系下，获得航迹最近更新点在新的平台惯性坐标系下的极坐标距离；由以下公式获得径向速度的估计值：Dp＝(r2‑r)/(t–t1)(3)其中，r2为点迹在新的平台惯性坐标系下的极坐标距离，r为新点迹距离，t为点迹测量时间，t1为航迹最近更新点迹的测量时间。2CN112946626A权利要求书2/3页5.根据权利要求1所述的一种机载相控阵雷达航迹关联方法，其特征在于：在所述步骤S2中，径向速度门限判断包括两个维度的多普勒特性比较，分别为比较测量获得的点迹径向速度与航迹径向速度的偏差是否在门限范围内、比较测量获得的点迹径向速度与径向速度的估计值的偏差是否在门限范围内。6.根据权利要求1所述的一种机载相控阵雷达航迹关联方法，其特征在于：在所述步骤S3中，进行关联门限交叉判断前需要先进行坐标变换，然后再根据坐标变换值计算门限并判断。7.根据权利要求6所述的一种机载相控阵雷达航迹关联方法，其特征在于：坐标变换具体包括以下过程：S301：将航迹包含的历史点迹位置转换到以新点迹获得时