CN102411142B - 三维目标跟踪方法和系统、处理器、软件程序产品 - Google Patents

Abstract

一种三维目标跟踪方法和系统、处理器、软件程序产品，所述方法包括：获取由具有第一覆盖面积的第一目标定位系统产生的第一轨迹；获取由具有第二覆盖面积的第二目标定位系统产生的第二轨迹；执行相关性测试；及如果对于第一目标和第二目标在给定三维参照系统中确定了相同高度，则探测到第一目标和第二目标表示存在于共享的覆盖区域中的相同单一目标。如果第一目标和第二目标表示存在于共享的覆盖区域中的相同单一目标，则三维目标跟踪方法还包括：产生三维轨迹，三维轨迹包括相同单一目标在给定三维参照系统中在给定时间的三维位置，三维位置包括对于第一目标和第二目标在给定三维参照系统中所确定的相同高度。

Description

三维目标跟踪方法和系统、处理器、软件程序产品

技术领域

本发明涉及三维目标跟踪。具体地，本发明允许基于由目标定位系统(target location system)产生的二维和/或三维轨迹来产生目标的三维轨迹。

背景技术

如已知的，目标定位系统是指被设计为定位一个或多个目标的系统/设备/装置。

具体地，在下文中，术语“目标定位系统”意在是指这样一种系统，该系统被配置为产生并提供指示目标的位置和速度的跟踪数据，并且为了描述简便，在下文中将跟踪数据称作“目标轨迹(target tracks)”。目标轨迹可包括二维(2D)或三维(3D)位置和速度。

具体地，二维目标轨迹(2D)的二维(2D)位置和二维(2D)速度可表达为：

·极(或倾斜)坐标，即，分别用范围ρ和方位θ，以及范围速度分量V_ρ和方位速度分量V_θ来表示；

·象限角坐标(bearing coordinates)，即，分别用方位θ和高程(elevation)以及方位速度分量V_θ和高程速度分量来表示；

·地理坐标，即，分别用纬度lat和经度long，以及相对于纬度的速度分量V_lat和相对于经度的速度分量V_long来表示；以及

·笛卡尔坐标，即，分别用相对于与地球表面相切的笛卡尔平面的坐标(x，y)和速度分量(V_x，V_y)来表示。

此外，三维目标轨迹(3D)的三维位置(3D)和三维速度(3D)可表达为：

·球坐标，即，分别用范围ρ、方位θ和高程以及范围速度分量V_ρ、方位速度分量V_θ和高程速度分量来表示；

·地理坐标，即，分别用纬度lat、经度long和高度alt，以及相对于纬度的速度分量V_lat、相对于经度的速度分量V_long和相对于高度的速度分量V_alt来表示；以及

·笛卡尔坐标，即，分别用相对于给定的笛卡尔三维参照系统的坐标(x，y)和速度分量(V_x，V_y，V_z)来表示。

目标定位系统的实例是：

·雷达系统，诸如

-所谓的一次监视雷达(PSR)，其通常提供由极(或倾斜)坐标表示的二维(2D)目标轨迹，以及

-所谓的二次监视雷达(SSR)，其通常提供由球坐标表示的三维(3D)目标轨迹；

·无线测向系统，其通常提供由象限角坐标表示的二维(2D)目标轨迹；以及

·卫星定位终端，其基于从全球导航卫星系统(GNSS)(诸如GPS系统、伽利略系统或GLONASS系统)所接收的信号，以及当被授权时，也从基于卫星的增强系统(SBAS)(诸如WAAS系统、EGNOS系统或MASAS系统)所接收的信号，来确定安装于船上(on board)的目标的二维(2D)或三维(3D)轨迹，所述轨迹通常以地理坐标或笛卡尔坐标来表示。

在下文中，为了描述简便，二维位置/速度/轨迹将被称作2D位置/速度/轨迹，而三维位置/速度/轨迹将被称作3D位置/速度/轨迹。

同样地，在下文中，再次为了描述简便，提供(即，产生)2D轨迹的目标定位系统将被称作2D定位系统，而提供(即，产生)3D轨迹的目标定位系统将被称作3D定位系统。

目前，2D和/或3D定位系统是用于海上、空中以及陆地的监视范围，例如，用于海岸监视或者机场中。

例如，在德国专利申请DE 41 23 898 A1中描述了一种已知的使用两个2D雷达的空中监视系统。

具体地，DE 41 23 898 A1描述了一种3D雷达系统，该系统包括在一个水平平面上隔开已知距离的两个2D雷达，它们通过在相反方向上以同步方式转动来发射扇形电子束。所述3D雷达系统通过利用由两个2D雷达提供的相对于飞行对象的范围测量值、所述2D雷达之间的距离以及电子束的竖直平面来计算飞行对象的高度。当目标在3D雷达系统的对称的竖直平面之外时，DE 41 23 898 A1建议根据飞行的方向和飞行对象的速度来确定电子束的角位置之间的关系。

如在DE 41 23 898 A1中所描述的，为了确定飞行对象的3D轨迹，绝对需要使用两个2D雷达，它们被配置成通过在相反方向上以同步方式转动来发射扇形电子束。

发明内容

目前，在海上、空中和陆地监视范围中使用可以以相互甚至很不相同的方式操作的目标定位系统，并且为此，申请人感觉到需要开发一种不需要对所使用的目标定位系统强加特定的操作限制的三维目标跟踪方法，该目标定位系统与例如DE 41 23 898 A1中描述的3D雷达系统不同，在所述申请中，两个2D雷达必须发射在相反的方向上以同步方式转动的扇形电子束。

此外，目前在海上、空中和陆地监视范围中使用可提供以不同形式(例如，倾斜坐标、象限角坐标、地理坐标、球坐标或笛卡尔坐标)表示的2D和/或3D目标轨迹的目标定位系统，并且为此，申请人感觉到需要开发所述三维目标跟踪方法，使得所述方法允许基于以任何形式表示的2D和/或3D轨迹而产生3D目标轨迹。

因此，本发明的目的在于提供一种基于以任何方式操作的轨迹定位系统所产生的且以任何形式表示的2D和/或3D轨迹而产生3D目标轨迹的方法。

上述目的通过本发明来实现，因为本发明涉及一种三维目标跟踪方法和被构造成实施所附权利要求中限定的所述三维目标跟踪方法的系统、处理器和软件程序产品。

具体地，根据本发明的三维目标跟踪方法包括：

·获取由具有第一覆盖面积的第一目标定位系统产生的第一轨迹，所述第一轨迹包括第一目标在第一目标定位系统的第一相对参照系统中在给定时间的第一位置；

·获取由具有第二覆盖面积的第二目标定位系统产生的第二轨迹，在这两个目标定位系统共享的覆盖区域内，所述第二覆盖面积与第一覆盖面积部分重叠，所述第二轨迹包括第二目标在第二目标定位系统的第二相对参照系统中在所述给定时间的第二位置；

·执行相关性测试，该相关性测试包括：

-检查对于第一目标和第二目标是否基于第一位置和第二位置在一给定三维参照系统中确定了相同高度；以及

-如果对于第一目标和第二目标在给定三维参照系统中确定了相同高度，则探测到第一目标和第二目标表示存在于共享的覆盖区域中的相同单一目标；以及

·如果第一目标和第二目标表示存在于共享的覆盖区域中的相同单一目标，则产生三维轨迹，该三维轨迹包括所述相同单一目标在给定三维参照系统中在给定时间的三维位置，所述三维位置包括对于第一目标和第二目标在给定三维参照系统中所确定的相同高度。

优选地，如果两个目标定位系统之间的给定距离与两个目标定位系统的给定最大线性测量误差满足给定关系，则执行相关性测试。适宜地，如果给定距离大于或等于所述最大线性测量误差，则执行相关性测试。甚至更适宜地，最大线性测量误差等于第一目标定位系统的第一最大线性测量误差和第二目标定位系统的第二最大线性测量误差中的较大者。

优选地，至少所获取的第一轨迹以倾斜坐标或象限角坐标或球坐标来表示。

适宜地，如果所获取的第二轨迹也以倾斜坐标或象限角坐标或球坐标来表示，则相关性测试包括：

·确定通过第一位置和第一目标定位系统的位置在给定三维参照系统的参照平面上确认的第一方向；

·确定通过第二位置和第二目标定位系统的位置在给定三维参照系统的参照平面上确认的第二方向；

·检查第一方向和第二方向是否满足第一给定条件；

·如果第一方向和第二方向满足第一给定条件，则检查第一位置、第二位置和两个目标定位系统之间的给定距离是否满足三角不等式相关条件；以及

·如果第一位置、第二位置和给定距离满足三角不等式相关条件，则检查对于第一目标和第二目标是否在给定三维参照系统中确定了相同高度。

适宜地，如果第一方向和第二方向交叉或重合，则它们满足第一给定条件。

适宜地，如果在第一相对参照系统中第一目标距第一目标定位系统的第一距离以及在第二相对参照系统中第二目标距第二目标定位系统的第二距离之和大于或等于由于两个目标定位系统的给定测量误差而减小和增大的所述给定距离，则第一位置、第二位置和给定距离满足三角不等式相关条件。甚至更适宜地，两个目标定位系统的给定测量误差等于第一目标定位系统的第一范围测量误差和第二目标定位系统的第二范围测量误差之和。

适宜地，如果所获取的第二轨迹以球坐标或笛卡尔坐标来表示，则相关性测试包括：

·确定通过第一位置和第一目标定位系统的位置在给定三维参照系统的参照平面上确认的第一方向；

·基于第二位置和给定三维参照系统中的第二相对参照系统的原点位置，确定第二目标在给定三维参照系统的参照平面上的第三位置；

·检查第一方向和第三位置是否满足第二给定条件；以及

·如果第一方向和第三位置满足第二给定条件，则检查对于第一目标和第二目标是否在给定三维参照系统中确定了相同高度。

适宜地，如果所述第一方向穿过第三位置，则第一方向和第三位置满足第二给定条件。

优选地，所获取的第一轨迹还包括第一目标在第一相对参照系统中在给定时间的第一速度，所获取的第二轨迹还包括第二目标在第二相对参照系统中在给定时间的第二速度，并且产生第三轨迹包括：基于第一位置、第二位置、第一速度、第二速度以及对于第一目标和第二目标在给定三维参照系统中所确定的相同高度，计算所述相同单一目标在给定三维参照系统中在给定时间的三维速度，所述三维轨迹还包括所计算的三维速度。

适宜地，三维速度还基于以下各项来计算：

·第一数量，其与对于第一目标和第二目标在给定三维参照系统中所确定的相同高度有关，并且表示第一目标在第一相对参照系统中在给定时间的第一高度；以及

·第二数量，其与对于第一目标和第二目标在给定三维系统中所确定的相同高度有关，并且表示第二目标在第二相对参照系统中在给定时间的第二高度。

附图说明

为了更好地理解本发明，现在将仅借助于非限制性实例并参照附图(未按比例)来示出本发明的一些优选实施方式，附图中：

图1示意性地示出了根据本发明的三维目标跟踪系统；

图2示意性地示出了一次监视雷达的测量误差；

图3示意性地示出了两个一次监视雷达和相应的覆盖面积；

图4示意性地示出了根据本发明一优选实施方式的用于执行两个二维轨迹的相关性测试的第一操作方案中所使用的绝对参照系统；

图5示意性地示出了根据本发明另一实施方式的用于执行两个二维轨迹的相关性测试的第二操作方案中所使用的笛卡尔参照平面；以及

图6示意性地示出了定位于地球表面上的目标定位系统，该目标定位系统定位并跟踪定位于距地球表面给定距离处的目标。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明进行详细描述，以使本领域技术人员可以提供并使用该发明。对于本领域技术人员而言，对所描述实施方式的各种改变是非常显而易见的，且因此，在不背离如所附权利要求限定的本发明的保护范围的前提下，所描述的一般原理可适用于其他实施方式和应用。

因此，本发明绝不能认为限于所描述并示出的实施方式，而是相反地根据本文中所描述并要求保护的原理和特征赋予最宽的保护范围。

此外，本发明通过软件程序产品来启动，该软件程序产品包括代码部分，当软件程序产品加载于电子处理器的存储器中并由所述电子处理器执行时，该代码部分适于实施下面描述的目标跟踪方法。

图1示出了表示根据本发明的三维目标跟踪系统的方框图。

具体地，如图1所示，该三维目标跟踪系统1包括N个目标定位系统2，其中，N是大于或等于2的整数，即，N≥2。

具体地，每个跟踪定位系统2构造为产生相应的2D或3D目标轨迹。

此外，还如图1所示，三维目标跟踪系统1还包括例如计算机的电子处理器3，电子处理器连接至N个目标定位系统2以从目标定位系统获取相应的2D或3D轨迹并且该电子处理器执行程序以根据本发明的三维轨迹跟踪方法在所获取轨迹的基础上产生3D目标轨迹。

一般地，N个目标定位系统2可包括：

·一个或多个雷达系统，例如，一个或多个PSR和/或一个或多个SSR；以及/或者

·一个或多个无线测向系统；以及/或者

·一个或多个卫星定位终端。

因此，由电子处理器3获取的2D轨迹中所包含的2D位置和2D速度可以采用倾斜坐标(ρ，θ；V_ρ，V_θ)和/或象限角坐标和/或地理坐标(lat，long；V_lat，V_long)和/或笛卡尔坐标(x，y；V_x，V_y)来表示，并且电子处理器3获取的3D轨迹中所包含的3D位置和3D速度可以采用球坐标和/或地理坐标(lat，long，alt；V_lat，V_long，V_alt)和/或笛卡尔坐标(x，y，z；V_x，V_y，V_z)来表示。

优选地，在使用中，电子处理器3获取由目标定位系统2产生的至少一个轨迹，该目标定位系统2直接测量目标的方位或者提供独立的允许确定目标的方位θ的测量方法。换句话说，在使用中，电子处理器3优选地获取至少一个轨迹，该轨迹包括与方位θ相关的位置坐标或者包括允许确定方位θ的至少两个独立的位置坐标。

具体地，在使用中，电子处理器3可方便地获取以倾斜坐标或象限角坐标或球坐标表示的至少一个轨迹。

根据上述描述以及附图1，三维目标跟踪系统1具有这样的构造，其中，在计算中心水平(calculation centre level)上发生3D跟踪。

下面，为了简要描述并不丧失一般性，将参照仅两个2D和/或3D定位系统(即，N＝2)来描述根据本发明的方法。但是，应当理解，根据本发明的方法可适用于由任何数量N的2D和/或3D定位系统产生的2D和/或3D轨迹，其中N≥2。

因此，为了详细描述本发明，考虑使用第一2D或3D定位系统(为了描述简要起见下面称为系统A)和第二2D或3D定位系统(为了描述简要起见下面称为系统B)，这两个系统定位成以便具有共享的覆盖区域，在该共享的覆盖区域中，一个或多个目标被检测，系统A产生相应的第一2D或3D轨迹并且系统B产生相应的第二2D或3D轨迹。根据本发明的三维目标跟踪方法，在第一和第二轨迹上执行基于目标高度计算的相关性测试，以在检查是否有轨迹属于同一真实目标并检查是哪些轨迹的同时在单一三维参照系统中计算相应高度。

换句话说，基于由具有共享的覆盖区域的至少两个目标定位系统产生的动态数据，能够根据本发明将属于存在于所述共享的覆盖区域的同一目标的2D和/或3D轨迹相关联以便在单一三维参照系统中计算相应高度，并且优选地还计算相应速度的高度分量。

具体地，根据本发明的三维跟踪方法允许确定合并的(fused)3D轨迹，其中，存在于由至少两个2D定位系统共享的覆盖区域中的目标的运动学特性(即，位置和速度)通过第三个维度补充(complement)并且考虑由所述2D定位系统产生的2D轨迹的运动学特性而进行计算，从而允许提高该合并的3D轨迹的种类(即，表面或空气)的关联性、预测性和识别性。因此，根据本发明的三维目标跟踪方法允许根据以倾斜坐标和/或象限角坐标和/或地理坐标和/或笛卡尔坐标表示的两个或更多个2D轨迹的合并而识别具有3D运动学特性的目标。

此外，根据本发明的三维目标跟踪方法允许根据以球坐标和/或地理坐标和/或笛卡尔坐标表示的两个或更多个3D轨迹确定单一的合并的3D轨迹。

因此，继续对本发明进行详细描述，系统A和B可以或者都是基于地面定位(还位于不同高度)；或者，其中一个所述系统可安装在具有所考虑的运动惯性(除了适当的修正)的移动装置上(即，在对于2D或3D测量而言重要的时间段中，其可近似于均匀的直线运动，例如，在雷达的实例中，该时间段为扫描周期T，其典型地在1至10秒的范围内变化，设备在该扫描周期中监测并发送数据)，例如安装在船或卫星上，而另一个定位在地面上；或者，所述系统A和B都可安装在移动装置上，例如，安装在船或卫星上。事实上，当在相应的移动装置上安装一个或多个目标定位系统时也可以应用根据本发明的三维目标跟踪方法，这是由于，如果移动装置的运动学特性是已知的，则可根据移动装置的纵摇、横摇和偏航运动对2D和/或3D轨迹的运动学特性进行关联。

在装置(诸如，船)的运动不能完全预测的情况下，近似惯性系统观察(remark)适用于自动化装置(人造卫星或根据已知算法在预定轨迹上的装置)运动的情形，在时间和空间上该自动化装置的轨迹在每个时刻都是完全已知的，即，利用已知运动公式。

因此，对于具有可变运动的装置来说，其总是可以对于从安装在所述装置上的目标定位系统所看到的目标的动能进行预期校正。

系统A和B被优选地定位成使得它们各自的距离D等于或高于所述系统的最大线性测量误差Err_MAX，即，利用数学形式，系统A与B之间的距离满足以下数学约束条件：

Err_NAX≤D                (1)

具体地，如果Err_A-MAX是系统A的最大的线性测量误差且Err_MAX是系统B的最大的线性测量误差，则Err_MAX等于Err_A-MAX和Err_MAX中的较大者，即，利用数学公式：

Err_NAX＝max[Err_A-MAX，Err_B-MAX]

测量装置的测量误差形状是公知的，取决于被测数据的特性。例如，在PSR情况下，“观察”空间的方式不是同形的，而是极性变形的。换句话说，PSR通常针对范围测量具有恒定的范围测量误差δρ，并且针对方位测量具有恒定的方位测量误差2σ_θ，但是这却给出了总测量误差，针对在与方位2σ_θ中的测量误差相同的方位角下由PSR“看到”的目标，该误差根据所述目标距离PSR的距离而变化。

具体地，在PSR中，总测量误差的幅度越大，则待被定位的目标距离PSR的中心越远。

为了更好地理解PSR的最大线性测量误差，图2示意性地示出了PSR5的总测量误差(PSR 5具有恒定的δρ范围测量误差和恒定的方位2σ_θ测量误差)是如何根据距离目标6的PSR 5的距离而变化的，该目标6是由PSR 5在等于方位测量误差2σ_θ的相同方位下在参照平面看到的，即，由PSR 5在参照平面上的由等于方位测量误差2σ_θ的角度(其将PSR 5作为顶点)限定的圆形部分中“看到”的，所述参照平面垂直于PSR 5的旋转轴线(图2中未示出)。

具体地，图2示出了针对目标6距离PSR 5的每个距离的相应的总测量误差，其由分别利用附图标记7、8、9、10示出的所述圆形部分的相应部分表示。

因此，如果系统A是具有方位测量误差2σ_θA和最大覆盖C_A-MAX的PSR，则PSRA的最大线性测量误差Err_A-MAX等于在最大覆盖距离C_A-MAX校正的角度误差，即，等于2σ_θAC_A-MAX。类似地，如果系统B是具有方位测量误差2σ_θB和最大覆盖C_B-MAX的PSR，则PSR B的最大线性测量误差Err_B-MAX等于在最大覆盖距离C_B-MAX校正的角度误差，即，等于2σ_θBC_B-MAX。

因此，在前面描述的基础上，并假设

${\mathrm{Err}}_{\mathrm{MAX}}=2{\widetilde{\mathrm{\σ}}}_{\mathrm{\θ}}{\tilde{C}}_{\mathrm{MAX}}=\max [{\mathrm{Err}}_{A-\mathrm{MAX}},{\mathrm{Err}}_{B-\mathrm{MAX}}]$

PSR A和B优选地定位成使得它们相互距离D满足数学约束条件(1)，其中，两个PSR的假设条件变为：

$2{\widetilde{\mathrm{\σ}}}_{\mathrm{\θ}}{\tilde{C}}_{\mathrm{MAX}}\≤D---\left(2a\right)$

其中，

表示PSR的方位测量误差，该PSR具有在PSR A和B之间的最高的最大线性测量误差，并且表示PSR的最大覆盖，该PSR具有在PSRA和B之间的最高的最大线性测量误差。

例如，如果等于100Km且等于0.005rad，即，大约0.3°，则PSR A和B之间的距离D等于或大于1Km。

在此情况下，图3示意性地在参照平面上示出了第一PSR 11和第二PSR 12，第一PSR 11具有第一方位测量误差2σ_θ11和第一最大覆盖C₁₁，第二PSR 12具有第二方位测量误差2_σθ12和第二最大覆盖C₁₂，它们的距离是由距离D确定的，例如，满足数学约束条件(2a)，所述参照平面垂直于第一PSR 11和第二PSR 12的旋转轴线(图3中未示出)，所述旋转轴线在图3所示的实例中被假设是彼此平行的)。进而，在图3中，D′表示第一PSR 11和第二PSR 12之间的距离D在所述参照平面上的投影。

具体地，图3示出了第一圆13和第二圆14，第一圆13将第一PSR 11作为中心，将第一最大覆盖C₁₁作为半径，因此第一圆13表示了第一PSR11在所述参照平面上的覆盖面积，第二圆14将第二PSR 12作为中心，将第二最大覆盖C₁₂作为半径，因此第二圆14表示了第二PSR 12在所述参照平面上的覆盖面积。进一步地，再次如图3所示，第一圆13和第二圆14具有交叉15，其表示PSR 11和12在所述参照平面上的共享的覆盖区域。

替代地，无线测向系统显示了方位测量误差2σ_θ，其基本等于高程测量误差因此，如果系统A是具有方位/高程测量误差和最大覆盖C_A-MAX的无线测向系统，则所述系统A的最大线性测量误差Err_A-MAX等于在最大覆盖距离C_A-MAX校正的角度误差，即等于C_A-MAX。类似地，如果系统B是具有方位/高程测量误差和最大覆盖C_B-MAX的无线测向系统，则所述系统B的最大线性测量误差Err_B-MAX等于在最大覆盖距离C_B-MAX校正的角度误差，即等于C_B-MAX。

因此，在前面描述的基础上，并假设

无线测向系统A和B优选定位成使得它们相互距离D满足数学约束条件(1)，其中，两个无线测向系统的假设条件变为：

其中，表示无线测向系统的方位/高程测量误差，该无线测向系统具有在无线测向系统A和B之间的最高的最大线性测量误差，并且表示无线测向系统的最大覆盖，该无线测向系统具有在无线测向系统A和B之间的最高的最大线性测量误差。

现在，更详细地，数学约束条件(1)依靠两个系统A和B的容量，以区分两个实际物体。因此，如果每个系统和待被跟踪的实际物体可以被其他系统在不同的位置“看到”，则系统A和B可以被认为是非同心且非共同定位的。

具体地，数学约束条件(1)考虑了最大线性测量误差Err_MAX以始终确保能够执行三角测量以确定被系统A和B拦截的目标的三维轨迹，无论所述目标的位置是否位于由系统A和B共享的覆盖区域中。

换句话说，如果满足了数学约束条件(1)，则目标和系统A和B的中心在最大线性测量误差Err_MAX的界限内形成了三角形的三个可区分顶点。

替代地，如果不满足数学约束条件(1)，则三角形退化成两个平行线，其在最大线性测量误差Err_MAX的界限内是一致的，因此，无法应用三角测量。换句话说，如果没有验证数学约束条件(1)，则系统A和B在相同的视角下“看到”目标。

因此，优选地，仅在系统A和B之间的距离D满足了数学约束条件(1)的情况下，基于由系统A和B产生的2D和/或3D轨迹来执行相关性测试。

在下文中，为了详细描述本发明，假设：

·ST_A(ρ_A，θ_A；V_ρA，V_θA)是第一目标在由系统A产生的系统A的第一相对参照系统中在时间t的第一2D倾斜轨迹；并且

·ST_B(ρ_B，θ_B；V_ρB，V_θB)是第二目标在由系统B产生的系统B的第二相对参照系统中在时间t(即，在与第一2D倾斜轨迹ST_A相同的时间t)的第二2D倾斜轨迹。

因此，根据本发明优选实施方式，在轨迹ST_A和ST_B上进行实验，其与相同时间t相关，以检查它们是否与同一单一目标相关。进而，如果轨迹ST_A和ST_B与同一单一目标相关，则本发明使得在执行所述相关性测试的同时所述目标的高度也能够被计算。

具体地，如果下面三个条件被满足，则由轨迹ST_A和ST_B来验证相关性测试。

1.轨迹ST_A和ST_B的位置矢量在被投射在参照平面的情况下是交叉的(“交叉相关条件”)；

2.轨迹ST_A和ST_B的位置矢量的模数以及系统A和B的中心之间的距离满足三角不等式相关条件，在利用数学形式时，该条件由以下数学不等式表示：

$\left|\right|{\stackrel{\‾}{P}}_A|+|{\stackrel{\‾}{P}}_B\left|\right|\≥D\±\mathrm{\δ\ρ}---\left(3\right)$

其中，是第一2D倾斜轨迹ST_A中包含的位置矢量，是第二2D倾斜轨迹ST_B中包含的位置矢量，并且δρ＝δρ_A+δρ_B，其中，δρ_A是系统A的范围测量误差，δρ_B是系统B的范围测量误差；以及

3.轨迹ST_A和ST_B允许确定对于第一目标和第二目标的相同高度(“高程相关条件”)。

如果轨迹ST_A和ST_B满足所有上述三个条件，则相关性测试得到验证，因此，轨迹ST_A和ST_B与同一单一目标相关，针对该目标，在时间t也产生了在绝对参照系统O中的3D轨迹MST

图4示意性示出了绝对参照系统O，其用于根据本发明上述优选实施方式执行轨迹ST_A和ST_B的相关性测试。

具体地，如图4所示，绝对参照系统O是三维笛卡尔坐标zxy系统。

详细地，图4示出了：

·点O_A，其表示系统A的中心，其坐标(X_A，Y_A，Z_A)在绝对参照系统O中是已知的；

·点O_B，其表示系统B的中心，其坐标(X_B，Y_B，Z_B)在绝对参照系统O中是已知的；

·线r，该线

-表示系统A和B的旋转面(图4未示出)之间的穿过轨迹ST_A和ST_B的位置矢量的交叉线，

-确定相对于地面竖直的方向；以及

-穿过点T，如果轨迹ST_A和ST_B满足相关性测试，则点T表示，由系统A看到的第一目标以及由系统B看到的第二目标位于距离系统A的距离ρ_A处(第一目标在第一2D倾斜轨迹ST_A中的范围)以及位于距离系统B的距离ρ_B处(第二目标在第二2D倾斜轨迹ST_B中的范围)，并且点T在绝对参照系统O中具有坐标(x₀，y₀，h₀)；绝对参照系统O的轴平行于线r；

·水平参照平面PO垂直于线r，因此也垂直于绝对参照系统O的轴，并且其传统地定位在z＝0；

·点P₀在绝对参照系统O中具有坐标(x₀，y₀，0)，其表示轨迹ST_A和ST_B中包含的投射在水平参照平面PO上的位置矢量的位于水平参照平面PO上的交叉；在图4中，轨迹ST_A和ST_B中包含的位置矢量的位于水平参照平面PO上的交叉被分别表示为R_A和R_B，；以及

·系统A和B之间的距离D在水平参照平面PO上具有投影d。

再次参考上述描述以及图4，在交叉相关条件方面，轨迹ST_A和ST_B中包含的2D位置矢量在投射在水平参照平面PO上的情况下必须具有非零交叉(即，P₀(x₀，y₀，0))，以便与同一相同目标相关。

因此，为了验证是否满足所述交叉条件，该方法通过求解下面的两个等式的线性系统(有两个未知的值)来确定轨迹ST_A和ST_B的投射在水平参照平面PO上的位置矢量的交叉点P₀的笛卡尔坐标(x₀，y₀)：

$\left\{\begin{array}{c}{x}_0-X_A=m_A^O(y_0-Y_A)\\ x_0-X_B=m_B^O(y_0-Y_B)\end{array}\right.---\left(4\right)$

其中，

$m_A^O=\mathrm{tg}{\mathrm{\θ}}_A---\left(5\right)$

以及

$m_B^O=\mathrm{tg}{\mathrm{\θ}}_B---\left(6\right)$

因而，在2D倾斜坐标(ρ_A，θ_A)并进而第一目标的方位θ_A、2D倾斜坐标(ρ_B，θ_B)并进而第一目标的方位θ_B、系统A的中心O_A在绝对参照系统O中的笛卡尔坐标(X_A，Y_A)和系统B的中心O_B在绝对参照系统O中的笛卡尔坐标(X_B，Y_B)已知的情况下，可以确定投射到水平参照平面PO上的轨迹ST_A和ST_B的位置矢量的交点P₀的笛卡尔坐标(x₀，y₀)。

特别地，如果能够计算交点P₀的笛卡尔坐标(x₀，y₀)，则由2D倾斜轨迹ST_A和ST_B来验证(即，满足)所述交叉条件。

如果甚至两个轨迹中只有一个是2D象限角轨迹ST则数学公式(4)、(5)和(6)仍然有效，并且因而仍可用于验证交叉条件。

另外，再次根据本发明的所述优选实施方式，如果交叉条件由2D倾斜轨迹ST_A和ST_B满足，则该方法继续对三角不等式相关条件进行检查，即，检查包含于轨迹ST_A和ST_B中的位置矢量2D以及系统A和B的中心O_A与O_B之间的距离D是否满足三角不等式(3)。

特别地，再次参照图4所示，三角不等式(3)变为：

ρ_A+ρ_B≥D±δρ               (7)

即，

${\mathrm{\ρ}}_A+{\mathrm{\ρ}}_B\≥\sqrt{{(X_A-X_B)}^2+{(Y_A-Y_B)}^2+{(Z_A-Z_B)}^2}\±\mathrm{\δ\ρ}$

因此，在轨迹ST_A和ST_B的范围测量值ρ_A和ρ_B、系统A的中心O_A在绝对参照系统O中的笛卡尔坐标(X_A，Y_A，Z_A)、系统B的中心O_B在绝对参照系统O中的笛卡尔坐标(X_B，Y_B，Z_B)、系统A的范围测量误差δρ_A和系统B的范围测量误差δρ_B(再次注意：δρ＝δρ_A+δρ_B)已知的情况下，可以检查三角不等式相关条件是否由轨迹ST_A和ST_B满足，即，包含于轨迹ST_A和ST_B中的位置矢量2D的模数以及系统A和B的中心O_A与O_B之间的距离D是否满足三角不等式。

如果甚至两个2D轨迹中只有一个是2D象限角轨迹ST仍然可以检查条件(7)是否由该两个轨迹满足。事实上，假定例如系统A是提供2D象限角轨迹STA的无线测向系统，可以计算：

$R_A=\sqrt{{(X_0-X_A)}^2+{(y_0-Y_A)}^2}$

和

其中：

-是系统A的高程测量误差，以及

-表示相对于为计算的的第一导数。

因而，在一个或多个2D象限角轨迹的情况下，仍然可以检查条件(7)是否被满足。

另外，再次根据本发明的所述优选实施方式，如果三角不等式相关条件由轨迹ST_A和ST_B满足，则该方法继续对高程相关条件进行检查，即，检查轨迹ST_A和ST_B是否允许确定对于第一和第二目标的相同高度。特别地，再次参照图4所示，结果为：

(ρ_A)²＝(R_A)²+(h_O-Z_A)²        (8)

和

(ρ_B)²＝(R_B)²+(h_O-Z_B)²        (9)

其中，h₀表示第一和第二目标的可能的相同高度，并且其中

(R_A)²＝(x₀-X_A)²+(y₀-Y_A)²      (10)

和

(R_B)²＝(x₀-X_B)²+(y₀-Y_B)²      (11)

因此，如果第一和第二目标具有相同高度h₀，并因而它们不是两个不同目标而实际上代表相同单一目标，因而求解具有未知h₀的两个二次等式(8)和(9)，结果必然是：

$h_O=Z_A\±\sqrt{({\left({\mathrm{\ρ}}_A\right)}^2-{\left(R_A\right)}^2)}=Z_B\±\sqrt{({\left({\mathrm{\ρ}}_B\right)}^2-{\left(R_B\right)}^2)}.---\left(12\right)$

因而，在轨迹ST_A和ST_B的范围测量值ρ_A和ρ_B、系统A的中心O_A在绝对参照系统O中的笛卡尔坐标(X_A，X_A，Z_A)、系统B的中心O_B在绝对参照系统O中的笛卡尔坐标(X_B，Y_B，Z_B)和点P₀的笛卡尔坐标(x₀，y₀)(用于检查交叉相关条件所计算的)已知的情况下，可以：

·在借助于等式(10)求解二次等式(8)，并因而确定由系统A看到的及轨迹ST_A中跟踪到的用于第一目标的h₀的两个第一值；以及

·在借助于等式(11)求解二次等式(9)，并因而确定由系统B看到的及轨迹ST_B中跟踪到的用于第二目标的h₀的两个第二值。

因而，如果h₀的两个第一值中的一个等于h₀的两个第二值中的一个，则结果是：

·高程相关条件由轨迹ST_A和ST_B满足，并因而相关性测试也由轨迹ST_A和ST_B满足；以及

·第一和第二目标代表在绝对参照系统O中具有笛卡尔坐标(x₀，y₀，h₀)的相同单一目标，其中，h₀假定用于两个目标的相同值，即，满足等式(12)的值。

另外，基于满足等式(12)的高度值h₀，能够计算仰角(elevation angle)和在所述仰角处，分别在系统A的第一相对参照系统中以及在系统B的第二相对参照系统中看到相同单一目标。

特别地，结果是：

和

如果甚至两个2D轨迹中只有一个是2D象限角轨迹ST则仍可检查高程相关条件是否由两个轨迹满足。事实上，假定系统A是无线测向系统并因而提供2D象限角轨迹ST_A 可以计算：

$R_A=\sqrt{{(x_0-X_A)}^2+{(y_0-Y_A)}^2}$ 和

因而，在一个或多个2D象限角轨迹的情况下，仍然可以使用数学公式(8)、(9)、(10)、(11)和(12)来验证是否满足高程相关条件。此外，如果满足所述高程相关条件，则还确定由两个系统A和B看到的相同单一目标的高度h₀。

如果两个2D轨迹中的一个替代地是以笛卡尔或地理坐标表示的2D轨迹，可以进行相关性测试，这与上面所述的关于两个倾斜和、或象限角轨迹的相关性测试不同。

特别地，例如，假定系统A是提供第一目标的以地理坐标ST_A(lat，long；V_lat，V_long)或笛卡尔坐标ST_A(x_A，y_A；V_xA，V_yA)表示的2D轨迹的卫星定位终端，下面可以计算：

·由系统A所使用的地理/笛卡尔系统的原点在绝对参照系统O中的坐标(X_A，Y_A)，即，地理/笛卡尔系统的原点在绝对参照系统O中的坐标(X_A，Y_A)，与该坐标相关联地表示由卫星定位终端A所提供的、包含于第一2D轨迹ST_A中的第一目标的地理位置(lat，long)或笛卡尔位置(x_A，y_A)。

·基于坐标(X_A，Y_A)和地理/笛卡尔坐标(lat，long)/(x_A，y_A)，而计算绝对参照系统O中的第一目标的笛卡尔坐标例如，通过使用下面的坐标变换来计算：

$\begin{array}{ccc}{x}_A^O=\mathrm{lat}+X_A& o& x_A^O=x_A+X_A\end{array},$ 和

$\begin{array}{ccc}{y}_A^O=\mathrm{long}+Y_A& o& y_A^O=y_A+Y_A\end{array}$

为了检查交叉相关条件，该方法因而设定点P₀的笛卡尔坐标(x₀，y₀)等于绝对参照系统O中的第一目标的笛卡尔坐标

此外，为了检查是否满足交叉相关条件，假定，例如，系统B是PSR并且其提供第二目标的2D轨迹倾斜ST_B(ρ_B，θ_B；V_ρB，V_θB)，该方法验证是否满足下面的数学关系：

$x_A^O=X_B=m_B^O(y_A^O-Y_B),---\left(13\right)$

其中 $m_B^O=\mathrm{tg}{\mathrm{\θ}}_B.$

因此，如果满足数学关系(13)，则验证了交叉相关条件，即，2D轨迹ST_A和ST_B和满足该交叉相关条件。

如果系统B为无线测向系统，且因此各自的2D轨迹为象限角轨迹ST_B 则数学关系(13)仍然有效且因此仍然可用于验证交叉相关条件。

在以笛卡尔坐标系或地理坐标系来表示2D轨迹的情况下，相关性测试不包括三角不等式相关条件的验证，但是直接包括高程相关条件的验证，尤其是高度的直接计算。

详细地，例如，如果系统A为卫星定位终端且系统B为PSR，则为了找到高度h₀，对下面的二次等式求解：

$h_O=Z_B\±\sqrt{({\left({\mathrm{\ρ}}_B\right)}^2-{\left(R_B\right)}^2)}---\left(14\right)$

其中， ${\left(R_B\right)}^2={(x_A^O-X_B)}^2+{(y_A^O-Y_B)}^2.$

替代地，如果系统A为卫星定位终端且系统B为无线测向系统，则为了找到h₀，再次对等式(14)求解，其中ρ_B按照下式计算：

通过对等式(14)求解获得两个h₀值：一个对应于公式(14)的正号，另一个对应于公式(14)的负号。为了确定高度，需要考虑运行域以选择恰当的物理解法。例如，可以排除负高度的情况，且可以将该解法与之前的预测数据相比较。可替换地，如果两个轨迹中的一个是3D轨迹，包含在所示3D轨迹中的高度坐标可用来选择正确的高度值h₀。

此外，如果系统A和B沿着对称线看到相同目标，则当执行相关性测试时，第一特定情况发生，即，使用数学形式体系，当Z_A＝Z_B且ρ_A＝ρ_B时，第一特定情况发生。

在所述第一特定情况下，R_A＝R_B和h₀可以假设两个值，一个值对应于公式(12)的正号，另一个值对应于公式(12)的负号。

为了确定所述第一特定情况下的高度，需要考虑运行域，已选择恰当的物理解法。例如，可以排除负高度的情况，且可以将该解法与之前的预测数据相比较。可替换地，如果两个轨迹中的一个为3D轨迹，则包含在所述3D轨迹中的高度坐标可以用来选择正确的高度值h₀。

此外，如果系统A和B沿着相同方向看到相同的目标，则当执行相关性测试时，第二特定情况发生，即，使用数学形式体系，当时。

具体地，如果在验证交叉相关条件的期间，发现则确定轨迹ST_A和ST_B满足所述交叉相关条件，且因此所述方法继续验证三角不定性相关条件，而无需计算交叉点P₀的笛卡尔坐标(x₀，y₀)。

如果轨迹ST_A和ST_B也满足三角不等式相关条件，则所述方法通过确定仰角和来继续验证高程相关条件，通过如下方式确定仰角：在垂直于地球表面且通过系统A的中心O_A和系统B的中心O_B的参照平面zx上执行三角测量。

对此，图5示意性地示出了根据本发明又一优选实施方式的，用于在的情况下验证高程相关条件的笛卡尔参照平面zx。

具体地，图5示出了：

·点O_A，其代表系统A的中心，其坐标(X_A，Z_A)在笛卡尔参照平面zx上已知；

·点O_B，其代表系统B的中心，其坐标(X_B，Z_B)在笛卡尔参照平面zx上已知；

·点P，如果轨迹ST_A和ST_B满足高程相关的条件，则该点P代表系统A看到的第一目标以及系统B看到的第二目标，该点P距系统A一距离ρ_A且距系统B一距离ρ_B，且在笛卡尔参照平面zx上具有坐标(x₀，h₀)；

·距离D，为系统A的中心O_A与系统B的中心O_B之间的距离，其具有沿着方向的投影d；

·角度α，包括在ρ_B与D之间；

·角度β，包括在ρ_A与D之间；

·角度γ，包括在ρ_A与ρ_B之间；

·角度φ_A，其代表系统A看到点P时的仰角；以及

·角度φ_B，其代表系统B看到点P时的仰角。

详细地，参考图5并应用正弦函数定理，结果为：

$\frac{{\mathrm{\ρ}}_A}{\sin \mathrm{\α}}=\frac{{\mathrm{\ρ}}_B}{\sin \mathrm{\β}}=\frac{D}{\sin \mathrm{\γ}}$

进一步，甚至应用Carnot定理(也称为余弦定理)，结果为：

D²＝(ρ_A)²+(ρ_B)²-2ρ_Aρ_Bcosγ

因此，ρ_A、ρ_B和D是已知的，角度α、β和γ根据下面的数学形式体系确定，该数学形式体系基于通过应用正弦定理和Carnot定理得到的两个前述等式来获得：

$\mathrm{\γ}=\arccos \left(\frac{{\left({\mathrm{\ρ}}_A\right)}^2+{\left({\mathrm{\ρ}}_B\right)}^2-D^2}{2{\mathrm{\ρ}}_A{\mathrm{\ρ}}_B}\right)$

$\mathrm{\α}=\arcsin \left(\frac{{\mathrm{\ρ}}_A\sin \mathrm{\γ}}{D}\right)$ 以及

β＝180°-α-γ

最后，因为

且

可以基于下面的公式确定仰角和

和

因此，在此参考图5，在的情况下，如果得到下面的结果，则轨迹ST_A和ST_B满足高程相关条件，且因此，轨迹ST_A和ST_B满足相关性测试：

一旦相关性测试已经完成，如果验证轨迹ST_A和ST_B满足所述相关性测试，则优选地，基于轨迹ST_A和ST_B确定3D速度，并且具体地，如果两个轨迹ST_A和ST_B为2D轨迹，则针对两个2D轨迹ST_A和ST_B中的每一个来确定包含在2D轨迹中的各自速度的各自高程分量。

在这一点上，假设：

·为系统A的第一相对参照系统内球坐标中的第一目标速度矢量(这里应注意，因为轨迹ST_A和ST_B满足相关性测试，由系统A看到且在第一2D倾斜轨迹ST_A中被跟踪的第一目标位相同的目标，即，由系统B看到且在第二2D倾斜轨迹ST_B中被跟踪的第二目标)，且包括：包含在第一2D倾斜轨迹ST_A中的第一范围分量V_ρA、包含在第一2D倾斜轨迹ST_A中的第一方位分量V_θA以及将要计算的第一高程分量

·为系统B的第二参照系统内球坐标中的第二目标速度矢量，且包括：包含在第二2D倾斜轨迹ST_B中的第二范围分量V_PB、包含在第二2D倾斜轨迹ST_B中的第二方位分量V_θB以及将要计算的第二高程分量

·为绝对参照系统O内笛卡尔坐标中的第三目标速度矢量，且包括：沿着方向的第一速度分量V_x、沿着方向的第二速度分量V_y以及沿着方向的第三速度分量V_z；

·I_A为第一位置中的第一速度矢量的球坐标到笛卡尔坐标的第一变换矩阵，所述第一位置代表目标在系统A的第一相对参照系统内的球坐标中的位置，为在相关性测试中所计算的、系统A的第一相关参照坐标系内的仰角，θ_A为包含在第一2D倾斜轨迹ST_A中的方位、并且ρ_A为包含在第一2D倾斜轨迹ST_A中的范围；以及

·I_B为第二位置中的第二速度矢量的球坐标到笛卡尔坐标的第二变换矩阵，所述第二位置代表目标在系统B的第二相对参照系统内的球坐标中的位置，为在相关性测试中所计算的、系统B的第二相关参照坐标系内的仰角，θ_B为包含在第二2D倾斜轨迹ST_B中的方位、并且ρ_B为包含在第二2D倾斜轨迹ST_B中的范围。

因此，基于上述描述：

·在第一位置中，以及

·在第二位置中，

此外，因为在测量误差限度内，第一位置和第二位置在绝对参照系统O中重合，则必然由如下结果：

$I_A\stackrel{\‾}{V_A}=I_B\stackrel{\‾}{V_B}---\left(15\right)$

因此，对通过矩阵等式(15)表达的三个等式系统求解，确定第一高程分量和第二高程分量

最后，一旦已经确定第一高程分量和第二高程分量可以通过应用等式或等式来确定第三矢量以及尤其是确定各自的第三速度分量V_z。

优选地，系统A的第一相对参照系统、系统B的第二相对参照系统以及绝对参照系统O具有相同的定向，各自的竖直轴线到达各自的天顶(zenith)且轴线y朝北定向。

具体地，如果系统A与系统B之间的距离D不超过25Km，则系统A的第一相对参照系统、系统B的第二相对参照系统以及绝对参照系统O具有相同的定向，各自的竖直轴线到达各自的天顶且轴线y朝北定向。

如果系统A的第一相对参照系统、系统B的第二相对参照系统及绝对参照系统O具有相同的定向，并且相应天顶的相应竖直轴线及y轴朝北方定向，地球可接近于一个平面，系统A和B的相对参照系统的天顶可被看作是平行的，并且北方可被看作是同样位于低纬度处。

然而如果系统A与B之间的距离D超过25Km，则优选地使用地心坐标或者通过欧拉角来校正相对参照系统的定向。

根据以上描述，本发明允许根据两个以上的2D或3D轨迹来确定3D轨迹，上述2D或3D轨迹来自不同目标定位系统，与同一时间瞬间相关，并且如果它们满足相关性试验，则被视为是与同一真实目标相关。

认为根据本发明的三维目标跟踪法是有利的，但不排除在海上、陆地及空中监视中的应用。

具体来说，在海上监视的范围中，如果所使用的2D目标定位系统专用于仅检测海上表面轨迹，则根据本发明的三维跟踪法允许忽略可能存在的空中轨迹。事实上，如果飞行器以低高度飞行，例如出现在与海军表面轨迹相干扰的地平线上的直升机或飞机，则目标的运动学与重量的计算的相关性允许解决不定性。

此外，在陆地表面中，例如在航空站中，根据本发明的三维跟踪法允许在航空站调遣区中进行着陆及起飞的过程中以更高的准确度区分并定位低高度空中轨迹。

最后，在对空监测中，根据本发明的三维跟踪法允许以更高的准确度区分并定位飞行器空中轨迹。例如，本发明能有利地用于提供便携式对空监测系统，上述对空监测系统通过仅使用2D目标而能够准确地定位3D空中轨迹。

对于本发明在海上、陆地及空中监视中的应用，区分属于陆地领域与属于空中领域的3D轨迹是很有意义的。

在这点上，图6示意性地示出了：

·代表地球的圆16；以及

·2D目标定位系统17，所述系统

-定位在地球16的表面上且因此位于距地球16的中心距离R_T处，其中，R_T代表地球16的半径，

-于距离ρ处检测目标18，所述目标定位在距地球16的表面距离(即高度)H处，并且

-具有最大线性测量角Err_MAX；并且

·Ф_target角，其具有处于地球16的中心的顶点，并且其对着(subtend)2D目标定位系统17与目标18的位置之间。

如图6中所示：

H＝R_TsecФt_arget-R_T

如果目标18的高度H的尺寸级如下，则优选地参照表面搜索领域

H＝R_TsecФ_target-R_T≤Err_MAX.

因此，在海上及陆地监测中，假定第一2D位置系统的第一2D轨迹，则可关于第一2D轨迹便利地寻找可与所述第一2D轨迹相关的第二位置系统2D的2D轨迹，这是因为通过这两个2D位置系统看到的目标的位置落在取决于2D位置系统误差及目标的历史记录的有限相关性窗中。例如，主要的海防或海军雷达可对高度计算有重大意义，而无需更改标准以搜索可能相关的轨迹，上述标准受限于关于第一2D轨迹的误差窗。

此外，再次优选地，如果目标18的高度H的尺寸级如下，则参照空中搜索领域：

H＝R_TsecФ_targer-R_T＞Err_MAX

因此，在空中监视中，对所有2D轨迹执行搜索。事实上，在空中监视中，当通过2D位置系统而到达新的2D轨迹时，必须通过相关性试验将其与通过其他2D位置系统获得的所有2D轨迹相比较。

用于空中领域的搜索标准包括表面领域的情形，因此其是一个子集。

因此，具有对所有2D轨迹的搜索标准的三维根据法在任何领域中都起作用。

从以上描述中，能容易地理解本发明的优点。

具体地，要再次强调的是，本发明允许基于由具有共有覆盖区域的至少两个2D或3D位置系统产生的运动学数据来确定存在于所述共有覆盖区域中的目标的单个三维轨迹。

此外，根据本发明的三维目标跟踪法能应用于任意数量N的目标定位系统，其中，N＞1，上述多个目标定位系统可全部定位在地面上，甚至是位于不同高度处，或者可全部安装在相应的移动装置上，或者一些目标定位系统可安置在相应的移动装置上，而其他的目标定位系统可定位在地面上。

最后，显而易见的是，能对本发明做出许多改变，这些改变全部都包含在由所附权利要求限定的保护范围内。

Claims (11)

1.一种三维目标跟踪方法，包括：

·获取由具有第一覆盖面积(13)的第一目标定位系统(2，11，A)产生的第一轨迹，所述第一轨迹包括第一目标在所述第一目标定位系统(2，11，A)的第一相对参照系统中在给定时间的第一位置；

·获取由具有第二覆盖面积(14)的第二目标定位系统(2，12，B)产生的第二轨迹，在这两个目标定位系统(2，11，12，A，B)共享的覆盖区域(15)内，所述第二覆盖面积与所述第一覆盖面积(13)部分重叠，所述第二轨迹包括第二目标在所述第二目标定位系统(2，12，B)的第二相对参照系统中在所述给定时间的第二位置；

·执行相关性测试，所述相关性测试包括：

–检查对于所述第一目标和所述第二目标是否基于所述第一位置和所述第二位置在一给定三维参照系统中确定了相同高度(h₀)；以及

–如果对于所述第一目标和所述第二目标在所述给定三维参照系统中确定了相同高度(h₀)，则探测到所述第一目标和所述第二目标表示存在于所述共享的覆盖区域(15)中的相同单一目标(T，P)；以及

·如果所述第一目标和所述第二目标表示存在于所述共享的覆盖区域(15)中的所述相同单一目标(T，P)，则产生三维轨迹，所述三维轨迹包括所述相同单一目标(T，P)在所述给定三维参照系统中在给定时间的三维位置，所述三维位置包括对于所述第一目标和所述第二目标在所述给定三维参照系统中所确定的相同高度(h₀)，

其中，至少所获取的第一轨迹以倾斜坐标或象限角坐标或球坐标来表示，

其中，如果所获取的第二轨迹也以倾斜坐标或象限角坐标或球坐标来表示，则所述相关性测试包括：

·确定通过所述第一位置和通过所述第一目标定位系统的位置在所述给定三维参照系统的参照平面(PO)上确认的第一方向；

·确定通过所述第二位置和通过所述第二目标定位系统的位置在所述给定三维参照系统的所述参照平面(PO)上确认的第二方向；

·检查所述第一方向和所述第二方向是否满足第一给定条件；

·如果所述第一方向和所述第二方向满足所述第一给定条件，则检查所述第一位置、所述第二位置和所述两个目标定位系统(2，11，12，A，B)之间的给定距离(D)是否满足三角不等式相关条件；以及

·如果所述第一位置、所述第二位置和所述给定距离(D)满足所述三角不等式相关条件，则检查对于所述第一目标和所述第二目标是否在所述给定三维参照系统中确定了相同高度(h₀)，

其中，如果所述第一方向和所述第二方向交叉或重合，则它们满足所述第一给定条件，

其中，如果所获取的第二轨迹以球坐标或笛卡尔坐标来表示，则所述相关性测试包括：

·确定通过所述第一位置和通过所述第一目标定位系统的位置在所述给定三维参照系统的参照平面(PO)上确认的第一方向；

·基于所述第二位置和所述给定三维参照系统中的所述第二相对参照系统的原点位置，确定所述第二目标在所述给定三维参照系统的所述参照平面(PO)上的第三位置；

·检查所述第一方向和所述第三位置是否满足第二给定条件；以及

·如果所述第一方向和所述第三位置满足所述第二给定条件，则检查对于所述第一目标和所述第二目标是否在所述给定三维参照系统中确定了相同高度(h₀)，

其中，如果所述第一方向穿过所述第三位置，则所述第一方向和所述第三位置满足所述第二给定条件。

2.根据权利要求1所述的三维目标跟踪方法，其中，如果所述两个目标定位系统(2，11，12，A，B)之间的给定距离(D)与所述两个目标定位系统(2，11，12，A，B)的给定最大线性测量误差满足一给定关系，则执行所述相关性测试。

3.根据权利要求2所述的三维目标跟踪方法，其中，如果所述给定距离大于或等于所述最大线性测量误差，则执行所述相关性测试。

4.根据权利要求3所述的三维目标跟踪方法，其中，所述给定最大线性测量误差等于所述第一目标定位系统(2，11，A)的第一最大线性测量误差和所述第二目标定位系统(2，12，B)的第二最大线性测量误差中的较大者。

5.根据权利要求1所述的三维目标跟踪方法，其中，如果在所述第一相对参照系统中所述第一目标距所述第一目标定位系统(2，11，A)的第一距离(ρ_A)以及在所述第二相对参照系统中所述第二目标距所述第二目标定位系统(2，12，B)的第二距离(ρ_B)之和大于或等于由于所述两个目标定位系统(2，11，12，A，B)的给定测量误差而减小和增大的所述给定距离(D)，则所述第一位置、所述第二位置和所述给定距离(D)满足所述三角不等式相关条件。

6.根据权利要求5所述的三维目标跟踪方法，其中，所述两个目标定位系统(2，11，12，A，B)的给定测量误差等于所述第一目标定位系统(2，11，A)的第一范围测量误差和所述第二目标定位系统(2，12，B)的第二范围测量误差之和。

7.根据权利要求1所述的三维目标跟踪方法，其中，所获取的第一轨迹还包括所述第一目标在所述第一相对参照系统中在给定时间的第一速度，

其中，所获取的第二轨迹还包括所述第二目标在所述第二相对参照系统中在给定时间的第二速度，

并且其中，产生第三轨迹包括：基于所述第一位置、所述第二位置、所述第一速度、所述第二速度以及对于所述第一目标和所述第二目标在所述给定三维参照系统中所确定的相同高度(h₀)，计算所述相同单一目标(T，P)在所述给定三维参照系统中在给定时间的三维速度，所述三维轨迹还包括所计算的三维速度。

8.根据权利要求7所述的三维目标跟踪方法，其中，所述三维速度还基于以下各项来计算：

·第一数量，其与对于所述第一目标和所述第二目标在所述给定三维参照系统中所确定的相同高度(h₀)有关，并且表示所述第一目标在所述第一相对参照系统中在给定时间的第一高度；以及

·第二数量，其与对于所述第一目标和所述第二目标在所述给定三维参照系统中所确定的相同高度(h₀)有关，并且表示所述第二目标在所述第二相对参照系统中在给定时间的第二高度。

9.一种处理器(3)，被构造成实施根据权利要求1所述的三维目标跟踪方法。

10.一种三维目标跟踪系统(1)，包括：

·第一目标定位系统(2，11，A)，具有第一覆盖面积(13)且被构造成产生第一目标轨迹；

·至少一个第二目标定位系统(2，12，B)，具有第二覆盖面积(14)且被构造成产生第二目标轨迹，所述第二覆盖面积与所述第一覆盖面积(13)部分重叠；以及

·权利要求9中的所述处理器(3)，所述处理器(3)耦接于所述第一目标定位系统(2，11，A)，用于获取由所述第一目标定位系统(2，11，A)产生的所述第一目标轨迹，并且所述处理器耦接于所述第二目标定位系统(2，12，B)，用于获取由所述第二目标定位系统(2，12，B)产生的所述第二目标轨迹。

11.根据权利要求10所述的三维目标跟踪系统(1)，其中，所述第一目标定位系统(2，11，A)和所述第二目标定位系统(2，12，B)中的每一个是雷达系统或无线测向系统或卫星定位终端。