基于射频隐身的组网雷达多目标跟踪驻留时间优化方法.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CN110412534A(43)申请公布日2019.11.05(21)申请号201910728893.4(22)申请日2019.08.08(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市秦淮区御道街29号(72)发明人时晨光仇伟汪飞李海林周建江夏伟杰(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙)32204代理人饶欣(51)Int.Cl.G01S7/41(2006.01)权利要求书4页说明书9页附图4页(54)发明名称基于射频隐身的组网雷达多目标跟踪驻留时间优化方法(57)摘要本发明公开了一种基于射频隐身的组网雷达多目标跟踪驻留时间优化方法，构建了以雷达二元选择变量、雷达驻留时间和发射信号带宽为自变量的目标状态估计误差的贝叶斯克拉美-罗下界，并将其作为目标跟踪精度的衡量指标；在此基础上，以下一时刻目标的预测跟踪精度、融合中心的数据处理量以及雷达发射资源为约束条件，以最小化组网雷达系统的总驻留时间为优化目标，对多目标跟踪过程中雷达选择、驻留时间和发射信号带宽等参数进行优化设计。这样既满足了多目标跟踪过程中各目标的跟踪精度，而且最大限度地减小了组网雷达系统的总驻留时间，提升了组网雷达系统多目标跟踪时的射频隐身性能。CN110412534ACN110412534A权利要求书1/4页1.基于射频隐身的组网雷达多目标跟踪驻留时间优化方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：针对组网雷达系统构建以雷达二元选择变量、雷达驻留时间和发射信号带宽为自变量的用于预测目标状态估计误差的贝叶斯克拉美-罗下界矩阵，将所述贝叶斯克拉美-罗下界矩阵作为目标跟踪精度的衡量指标；所述组网雷达系统包括N部两坐标相控阵雷达，所有雷达的空间、时间和频率都同步，在对多目标进行跟踪时，每部雷达只能接收并处理来自自身发射信号的目标回波，并且每个时刻每部雷达最多只能跟踪一个目标；S2：以下一时刻目标的预测跟踪精度、融合中心的数据处理量和雷达发射资源为约束条件，以最小化组网雷达系统的总驻留时间为优化目标，建立基于射频隐身的组网雷达多目标跟踪驻留时间优化模型；S3：对所述组网雷达多目标跟踪驻留时间优化模型进行求解。2.根据权利要求1所述的基于射频隐身的组网雷达多目标跟踪驻留时间优化方法，其特征在于：所述步骤S1中的贝叶斯克拉美-罗下界矩阵根据式(1)得到：式(1)中，为第k个时刻、第q个目标的贝叶斯克拉美-罗下界矩阵，为第k个时刻、第q个目标的预测贝叶斯信息矩阵；为第k个时刻、第q个目标的预测状态向量，其中为第k个时刻、第q个目标的预测位置，为第k个时刻、第q个目标的预测位置的横坐标，为第k个时刻、第q个目标的预测位置的纵坐标，为第k个时刻、第q个目标的预测运动速度，为第k个时刻、第q个目标的预测运动速度的横坐标分量，为第k个时刻、第q个目标的预测运动速度的纵坐标分量；Wq为第q个目标过程噪声的方差，F为目标状态转移矩阵，为第k-1个时刻、第q个目标的贝叶斯信息矩阵，为第k个时刻、第q个目标的状态向量；为第k个时刻、第i个雷达的雷达二元选择变量，时表示第k个时刻、第i个雷达对第q个目标进行照射，时表示第k个时刻、第i个雷达不对第q个目标进行照射；为的雅克比矩阵，为第k个时刻、第i个雷达对第q个目标的非线性量测函数，N为雷达的总数，为第k个时刻、第i个雷达对第q个目标的量测噪声的预测协方差矩阵。3.根据权利要求2所述的基于射频隐身的组网雷达多目标跟踪驻留时间优化方法，其特征在于：所述式(1)中，Wq通过式(2)得到：2CN110412534A权利要求书2/4页式(2)中，为第q个目标的过程噪声强度，T为目标跟踪采样间隔。4.根据权利要求2所述的基于射频隐身的组网雷达多目标跟踪驻留时间优化方法，其特征在于：所述式(1)中，通过式(3)得到：式(3)中，为第k个时刻、第q个目标的先验信息的预测Fisher信息矩阵，为第k个时刻、第i个雷达对第q个目标的量测数据的Fisher信息矩阵。5.根据权利要求4所述的基于射频隐身的组网雷达多目标跟踪驻留时间优化方法，其特征在于：所述通过式(4)得到：式(4)中，表示对求期望。6.根据权利要求4所述的基于射频隐身的组网雷达多目标跟踪驻留时间优化方法，其特征在于：所述通过式(5)得到：式(5)中，为的估计均方误差，为第k个时刻、第i个雷达与第q个目标之间的预测距离，为的估计均方误差，为第k个时刻、第i个雷达对第q个目标的预测方向角。7.根据权利要求6所述的基于射频隐身的组网雷达多目标跟踪驻留时间优化方法，其特征在于：所述和通过式(6)得到：3CN110412534A权利要求书3/4页式(6)中，为第k个时刻、第i个雷达对第q个目标的发射信号的有效带宽，c＝3×10