[发明专利]一种基于坐标校准的机载雷达微弱目标检测前跟踪方法

说明书

本发明提供了一种基于坐标校准的机载雷达微弱目标检测前跟踪方法，属于目标检测与跟踪技术领域。本发明结合载机的惯导信息对雷达量测信息进行校准，然后在量测空间下对点迹序列进行多帧联合积累，无需将量测信息再次量化到离散空间，避免二次量化造成的精度损失，提高目标跟踪精度。同时考虑到计算代价，先对量测数据进行单帧低门限预处理。本发明克服了由于载机平台移动导致传统检测前跟踪方法无法有效对目标进行检测的问题，有效解决了机载雷达系统中各帧量测信息不对齐而导致无法准确积累目标能量的问题，实现移动平台下微弱目标的检测与跟踪。

技术领域

本发明属于目标检测与跟踪技术领域，特别涉及一种基于坐标校准的机载雷达微弱目标检测前跟踪方法。

背景技术

安装在载机上的机载雷达使得雷达站升高数千米，避免由于地球曲率等对雷达可监视区域的限制，大大提高雷达的监视区域，在军事等领域具有越来越重要的意义。同时，随着雷达探测环境日益复杂及隐身技术的发展，微弱目标的检测也成为机载雷达面临的一个严峻挑战。

检测前跟踪技术利用多帧联合处理思想，积累多帧回波信号能量，提高目标的信噪比，实现对弱目标的检测和跟踪，是一种先进有效的微弱目标检测技术。传统的检测前跟踪方法需要各帧量测坐标系统一对齐，地基雷达站点固定不动，通过转动天线对监测区域进行扫描监视，各帧量测空间严格对齐。但是在机载雷达系统中，由于载机自身的移动，导致各帧量测不对齐，无法直接进行多帧积累，传统基于地基雷达微弱目标检测方法不能直接应用于机载雷达等移动平台。现有技术中对距离多普勒平面进行量化在离散空间进行多帧联合积累，提出了两种基于维特比算法的机载雷达微弱目标检测前跟踪算法，降低了算法的计算复杂度，但是该算法没有考虑因载机平台移动导致的离散空间和各时刻量测空间非一一对应的难题。而另一种现有技术考虑了多目标的检测与跟踪，提出了一种多模多目标的检测前跟踪算法(MM-MM-TBD)，通过估计不同模式下目标的后验密度函数估计目标状态，该算法同样只适用于固定雷达的地基雷达系统。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提出了一种基于坐标校准的机载雷达微弱目标检测前跟踪方法，克服了由于载机平台移动导致传统检测前跟踪方法无法有效对目标进行检测的问题。

一种基于坐标校准的机载雷达微弱目标检测前跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，初始化系统参数，设置当前帧数k＝1；

步骤2，读取雷达接收机中k时刻的量测；

步骤3，对所述k时刻的量测进行低门限预处理，得到雷达天线坐标系下的点迹序列；

步骤4，读取载机在k时刻的惯导信息；

步骤5，将所述雷达天线坐标系下的点迹序列通过坐标旋转转换为载机坐标系下的点迹序列；

步骤6，根据所述惯导信息，将载机坐标系下的点迹序列校准至统一惯性坐标系下的点迹序列；

步骤7，在量测空间联合各时刻的点迹序列实施检测前跟踪算法，输出航迹。

进一步地，所述统一惯性坐标系为X轴指向东，Y轴指向北，Z轴与X、Y轴构成右手坐标系的坐标系，坐标轴方向不随时间变化；

所述雷达天线坐标系为载机质心为原点，以阵面法线为Z轴，X-Y平面与Z轴构成右手坐标系的坐标系；

所述载机坐标系为原点为载机质心，X轴指向机头方向，Y轴垂直X轴指向机翼，Z轴与X、Y轴垂直构成右手坐标系的坐标系，三个轴指向相对于载机保持不变。

进一步地，所述步骤1中初始化的系统参数包括：