[发明专利]一种双基地雷达的空间目标跟踪滤波装置及方法

权利要求书

1.一种双基地雷达的空间目标跟踪滤波装置，其特征在于，包括初始化模块、数据预处理模块、滤波处理模块和显示模块；

所述初始化模块分别连接数据预处理模块和滤波处理模块，用于完成雷达坐标、坐标系参数、滤波参数的初始化，以及目标首点和第二点的坐标解算；

所述数据预处理模块接收雷达量测的实时点迹信息(R_∑,θ)，完成点迹数据补距离多普勒耦合，同时剔除异常点，将首点数据传输给初始化模块，R_∑表示目标分别到发射站与接收站的距离之和，即R_∑＝R_T+R_R，R_T为目标到发射站的距离、R_R为目标到接收站的距离，θ表示接收站目标视角；

所述滤波处理模块连接数据预处理模块，用于对雷达量测的点迹数据进行滤波处理，基于空间目标运动方程，无需对量测点做单基距解算获取R_R，直接采用目标的距离和R_∑进行滤波；

所述显示模块连接滤波处理模块和数据预处理模块，用于接收并显示点迹数据、航迹数据、时统信息和波束指向信息。

2.一种使用权利要求1所述的双基地雷达的空间目标跟踪滤波装置进行跟踪滤波的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)完成雷达坐标系初始化；

(2)完成滤波参数的初始化，包括量测噪声的协方差与初始协方差矩阵的设置；

(3)对第i个量测点进行滤波；

所述滤波过程如下：

(31)设第k-1时刻融合中心的状态估计向量为状态估计协方差为P_k-1|k-1，对该点进行不敏变换的采样点选取：

其中，状态向量维数L＝7，λ＝α²(L+κ)为比例参数，用于控制采样点到均值的距离；α＝0.5；κ＝3-L；β＝2；

(32)对各采样点χ_i,k-1|k-1计算第k时刻的状态预测：

ξ_i,k|k-1＝f(χ_i,k-1|k-1,k-1)

进而获得状态预测估计：

以及状态预测协方差为：

其中，f(x)表示空间目标的运动方程；

(33)计算第k时刻的量测预测：

ζ_i,k|k-1＝h(ξ_i,k|k-1,k)

进而获得状态预测估计：

以及相应协方差为：

其中，h(x)为双基地雷达的空间目标量测方程；

(34)获得第k时刻的滤波值：

首先计算第k时刻测量和状态向量的交互协方差

如果第k时刻雷达所提供的测量量为Y_k，则状态更新方程为

其中，计算增益：

相应的状态更新协方差为：

(4)重复步骤(3)直到目标跟踪结束。

3.根据权利要求2所述的一种跟踪滤波的方法，其特征在于，初始化处理包括观测到空间目标后解算其首点在地心地固ECEF坐标系下坐标和速度，具体过程如下：

(11)收到来自雷达的空间目标量测首点和第二点(R_1∑,A₁,E₁)、(R_2∑,A₂,E₂)，其中，R_i∑＝R_iT+R_iR，R_iR为空间目标第i点到接收站的距离，R_iT为空间目标第i点到发射站的距离，A_i,E_i分别为空间目标第i点到接收站的方位角和俯仰角；

(12)解算目标前两点到接收站的距离R_iR，即获得目标前两点的在雷达极坐标系下的坐标；

(13)采用坐标系转换方法将其从雷达极坐标系转换到地心地固坐标系ECEF下；

(14)利用差分法计算出目标首点在ECEF下的坐标和速度。