[发明专利]一种用于异步多基地雷达系统的检测跟踪一体化方法

权利要求书

1.一种用于异步多基地雷达系统的检测跟踪一体化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，建立异步多基地雷达系统，所述异步多基地雷达系统包含N个雷达站和一个融合中心，N个雷达站的探测区域中存在目标；N个雷达站向其探测区域内的目标发射信号并接收回波数据；N为大于0的正整数；

初始化：令k表示第k时刻，k的初始值为1，k∈{1，2，…，K}，K为预先设定的最大跟踪时刻，K为大于0的正整数；

步骤2，N个雷达站将接收到的回波数据发送至融合中心进行融合处理，融合中心根据所述回波数据构建目标量测模型，确定第k时刻融合中心的目标状态，得到第k时刻异步多基地雷达系统中第l个雷达站的非线性测量函数；l∈{1，2，…，N}；

步骤3，根据第k时刻融合中心的目标状态，确定目标的运动方程；所述目标的运动方程为：

x_k＝F_k-1x_k-1+u_k-1

其中，x_k表示第k时刻融合中心的目标状态，x_k-1表示第k-1时刻融合中心的目标状态，u_k-1表示第k-1时刻零均值、白色高斯过程噪声，F_k-1表示第k-1时刻目标状态的转移矩阵，ΔT_k-1表示融合中心在第k时刻和第k-1时刻之间的时间差，ΔT_k-1＝T(k)-T(k-1)，T(k)表示融合中心第k时刻对应的时间，T(k-1)表示融合中心第k-1时刻对应的时间，表示矩阵直积的运算符号，I₂表示2×2维单位矩阵；

步骤4，根据第k时刻异步多基地雷达系统中第l个雷达站的非线性测量函数和目标的运动方程，计算得到第k时刻异步多基地雷达系统中第l个雷达站的检测门限；

步骤5，根据第k时刻异步多基地雷达系统中第l个雷达站的检测门限，得到第k时刻异步多基地雷达系统得到的所有有效量测值；具体过程为：

根据第k时刻异步多基地雷达系统中第l个雷达站跟踪波门的大小V_l，k对目标进行检测的过程中，将第k时刻异步多基地雷达系统中第l个雷达站跟踪波门内超过检测门限γ_i，k的量测值作为有效量测值；

设定第k时刻异步多基地雷达系统中第l个雷达站得到过门限含噪声的有效量测值个数为m_l，k，进而将融合中心第k时刻异步多基地雷达系统中第l个雷达站得到的有效量测值表示为z_l，k，其表达式为：

其中，表示融合中心第k时刻异步多基地雷达系统中第l个雷达站对目标测量得到过门限的第j个含噪声的量测值，l∈U_k，U_k表示第k时刻对目标观测的雷达站标号集合，U_k中元素个数为n_k；l取值为U_k中的元素，第k时刻异步多基地雷达系统中第l个雷达站得到过门限含噪声的有效量测值个数为m_l，k，j取值为1，2，...，m_l，k；

进而得到融合中心第k时刻异步多基地雷达系统得到的所有有效量测值为Z_k，其表达式为：Z_k＝{Z_l，k}，l∈U_k；

步骤6，根据第k时刻异步多基地雷达系统得到的所有有效量测值，计算第k时刻融合中心得到的目标状态估计值x_k|k和第k时刻融合中心得到的目标状态估计值的协方差C_k|k；

所述第k时刻融合中心得到的目标状态估计值x_k|k和第k时刻融合中心得到的目标状态估计值的协方差，其表达式分别为：

其中，表示融合中心第k时刻的联合事件J，J表示联合事件的标号，J是由n_k个数字依次排列而成的数组，其中每个数字表示对应量测值来源于目标或来源于虚警；n_k表示第k时刻对目标进行观测的雷达站个数，x_J，k|k表示对融合中心第k时刻的联合事件通过多径-概率数据关联算法计算得到的目标更新后状态，表示融合中心第k时刻的联合事件的联合概率，表示在已知量测Z_k的情况下联合事件发生的概率，表示定义，表示第k时刻异步多基地雷达系统中第l个雷达站的第J(l′)个有效量测值来源于目标的概率，表示融合中心第k时刻异步多基地雷达系统中第l个雷达站中第J(l′)个量测值来源于目标这一事件，J(l′)取值范围为0，1，...，m_l，k，l′表示融合中心第k时刻异步多基地雷达系统中第l个雷达站在U_k中的序号，取值为1，2，...，n_k，J(l′)＝0；Z_k表示融合中心第k时刻异步多基地雷达系统得到的所有有效量测值；C_J，k|k表示对融合中心第k时刻的联合事件通过多探测器-概率数据关联算法得到的状态估计协方差，m_l，k表示第k时刻异步多基地雷达系统中第l个雷达站得到过门限的含噪声的有效量测值个数；

步骤7，令k加1，返回步骤2，直到得到第1时刻融合中心得到的目标状态估计值x_1|1至第K时刻融合中心得到的目标状态估计值x_K|K，以及第1时刻融合中心得到的目标状态估计值的协方差C_1|1至第K时刻融合中心得到的目标状态估计值的协方差C_K|K，并记为一种用于异步多基地雷达系统的目标检测跟踪一体化结果。