[发明专利]密集杂波环境下基于点迹多维筛选的航迹起始方法

说明书

技术领域

本发明涉及雷达数据处理领域中航迹起始方法。

背景技术

雷达对目标航迹跟踪通常是完成目标的航迹起始、航迹维持和滤波处理等过程，其中航迹起始是目标跟踪的前提和关键过程，其正确性是减少多目标跟踪固有组合爆炸所带来的计算负担的有效措施。对于两坐标和三坐标雷达,受测量误差尤其是角度误差的影响,使得远距目标航迹正确起始率低，且受密集杂波、低信噪比以及电子对抗等干扰因素的影响，测量精度差，虚警较高，严重制约航迹起始性能，增加了航迹起始难度。此外，目标机动性和多目标交叉等问题也对目标航迹起始造成困难。传统航迹起始方法按系统处理数据方式的不同主要分为顺序处理法和批处理法，顺序处理法主要包括启发式规则法、逻辑法等，批处理法的代表是Hough变换起始算法。顺序处理方法简单便捷，在虚警概率较低的情况下,起始效果比较好,但在复杂环境下性能较差。批处理方法在强杂波背景下性能较好，但容易引起“组合爆炸”带来计算量负担过重的问题,因而不利于航迹的快速起始。传统方法主要基于数据域进行处理，对于上述特殊情况下的航迹起始和跟踪则需要辅助人工判读，或引入模式识别、图像处理等手段。因此，在密集杂波背景下基于数据处理的航迹起始方法存在虚假航迹多、起始速度慢及目标起始困难等问题。如果航迹起始错误，则会导致目标丢失，完全无法实现目标的跟踪。一个分辨单元内三个杂波以上称为密集杂波。

发明内容

本发明为解决现有技术在密集杂波背景下基于数据处理的航迹起始方法存在的虚假航迹多、起始速度慢及目标起始困难等问题，而提出密集杂波环境下基于点迹多维筛选的航迹起始方法。

密集杂波环境下基于点迹多维筛选的航迹起始方法，按以下步骤进行：

一：根据雷达系统探测需求对点迹速度、加速度和运动转角进行运动状态约束；

二：根据点迹统计距离和离散度阈值，完成对所有点迹序列中所有点迹的评判；

三：利用点迹多维特征对点迹目标进行约束，对多帧点迹序列中每个点迹多维特征分别进行线性归一化，得到点迹线性归一化后的信噪比和形态特征，分别设置归一化信噪比阈值和形态特征阈值，根据归一化信噪比阈值和归一化形态特征阈值评判点迹；

所述点迹多维特征为点迹的信噪比和形态特征；

其中形态特征包括距离跨度和方位跨度；

四：根据一、二和三得到点迹等级，确定航迹起始。

本发明包括以下有益效果：

本发明密集杂波环境下基于点迹多维筛选的航迹起始方法，通过对点迹信息的提取以及目标特征建模，利用目标点迹的行为特征、目标距离、角度、信噪比、速度、距离跨度、方位跨度和形态特征等多维特征实现航迹起始。

本发明利用多帧点迹序列中目标点迹多维特征集，有效剔除杂波和干扰，获取目标信息，从而完成航迹起始，缩短航迹起始的处理时间、降低虚假航迹率，提高正确航迹起始率。解决了密集杂波背景下基于数据处理的航迹起始方法存在的虚假航迹多、起始速度慢及目标起始困难等问题。

1、本发明利用点迹目标的运动状态完成点迹初步筛选，剔除完全无运动特征杂乱无章的杂波点迹，缩短航迹起始的处理时间；

2、利用点迹目标的距离、俯仰角及方位角信息，通过连续多帧点迹序列得到点迹离散度，实现点迹离散度约束，保留离散度较小的点迹目标；

3、利用真实目标信噪比特征和聚焦前的跨度特征进一步完成点迹多维筛选，有效降低虚假航迹率；

4、实测数据处理结果表明：本发明提出的航迹起始方法虚假航迹率降低，正确航迹起始率提高，具有很强的实际应用价值。

根据仿真实验统计结果表3可以看出利用点迹离散度、信噪比、距离和方位跨度及运动状态协同处理，可以获得较好杂波滤除率，达到99％以上，并保证有较小目标损失比，仅为0。

根据实测统计结果表5所示，利用多维点迹筛选法实现虚假点迹滤除率为99％以上，真实点迹的损失比率为0。

由结果可以看出基于点迹多维筛选的航迹起始方法可以准确的得到真实目标。

附图说明

图1为本发明所述的基于点迹多维筛选的航迹起始方法的流程图；

图2为本发明所述的基于点迹多维筛选的航迹起始方法的连续点迹序列点迹离散度分析示意图；

图3为本发明所述的基于点迹多维筛选的航迹起始方法的仿真实验的原量测分布图，x(m)为大地坐标系x轴，单位为米，y(m)为大地坐标系y轴；

图4为本发明所述的基于点迹多维筛选的航迹起始方法的仿真实验点迹等级分布图；