[发明专利]一种扩表辅助法解模糊的多重频雷达目标检测前跟踪方法

说明书

本发明公开了一种扩表辅助法解模糊的多重频雷达目标检测前跟踪方法，属于雷达目标检测与跟踪技术领域。本发明通过建立考虑量测和量化误差的多重频辅助扩展表，对多重频点迹进行解模糊，再利用检测前跟踪方法对杂波和噪声的抑制能力，对解模糊后的虚假点迹进行有效抑制，最终恢复目标真实航迹。其效解决了多重频体制下传统解模糊算法受余数定理应用条件限制导致的量测信息失配、检测前跟踪方法无法正确在模糊空间下对目标能量正确积累的技术问题，从而实现对多高重频雷达体制下目标的检测及跟踪。此外，本发明所使用的扩表辅助法可大幅降低解模糊所需的计算量。

技术领域

本发明属于雷达目标检测与跟踪技术领域，特别涉及多高重频雷达解距离模糊和多帧联合积累技术研究。

背景技术

高PRF雷达具有良好的多普勒分辨率，能够得到在多普勒维上不模糊的量测值，但是观测的距离信息会高度模糊。在雷达系统中常采用多重频工作的方式提高雷达测量的精度，同时对距离模糊问题进行求解。运用中国余数定理原理解模糊的算法时间复杂度高，其不仅要求各重频下进行求解的模糊距离两两互质，且未考虑各重频下所接收回波数据的量测和量化误差。因此，部分量测信息未能被正确解模糊，目标信息丢失严重，导致无法对目标实现正确跟踪；但若考虑各重频下对点迹解模糊所需的容许误差，则会产生虚假点迹，同样无法对目标进行精确跟踪。

检测前跟踪方法可利用目标回波间的相关性在多帧联合积累后对目标进行门限判决，可以实现对目标信号的增强和噪声杂波的抑制，抑制无关虚假点迹，增大信噪比。该技术可以有效避免因单帧处理不当导致的目标点迹丢失问题，改善对目标的检测性能。其中一种应用于雷达目标检测领域的经典方法是动态规划检测前跟踪方法，但该算法的量测模型是基于非模糊量测空间建立的，而高重频雷达体制下所接收到的量测信息距离高度模糊，回波数据无法反映目标的真实位置，因此不满足经典的动态规划检测前跟踪方法的假设，无法直接应用于高重频雷达。

在文献“A Modified DPA for Weak Target Detection via HPRF Radar，Radar(Radar)2011 IEEE CIE International Conference on,vol.2,pp.1737-1740,2011”中通过使用前一时刻预测得到的目标速度对DP积累时的状态转移区域进行修正，以达到对不连续航迹进行值函数积累的目的，但此模型只建立在单重频模式下，且过于依赖对目标初始状态的准确预测，当场景内存在多个模糊目标时，无法有效进行跟踪；此外，由于其需要对目标下一时刻由于距离模糊而可能折叠到的区域进行等概率预判，因此算法复杂度高，不易于工程实现。在文献“A new maneuvering target tracking method for HPRF radars,IET International Radar Conference 2013,Xi'an,2013,pp.1-6.”中考虑了机动目标在高重频雷达体制下的跟踪问题，将脉冲间隔数及其增量作为目标离散状态的一个变量，通过建立交互多模型实现对模糊距离的求解以及目标状态的跟踪；但其需预先得到IMM的模型权重参数，且对脉冲间隔数的准确估计与否将严重影响该算法跟踪性能。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种扩表辅助法解模糊的多重频雷达目标检测前跟踪方法，解决了传统解模糊算法处理计算代价高、有效真实量测信息少，无法有效恢复目标航迹的问题。

本发明的解决方案是先在雷达最大探测距离内对待解模糊距离单元进行扩展，考虑距离和方位解模糊所需容许误差，对多重频量测数据建立辅助扩展表，根据M/N准则(即对N重频解模糊，解模糊表格中，某一距离单元在距离误差单元M_r内有M个点被标记则认为该距离单元为目标的真实距离)恢复目标真实距离，得到无模糊量测平面；然后联合多帧扫描进行动态规划积累及门限判决，最后恢复出目标真实航迹。该方法有效解决了传统解模糊算法处理后量测信息失真的问题，从而实现了对多高重频雷达体制下目标的准确跟踪。

本发明的扩表辅助法解模糊的多重频雷达目标检测前跟踪方法，包括下列步骤：