CN104316918A - Tws跟踪雷达点迹与航迹关联处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在边扫描边跟踪体制的雷达系统航迹处理领域点迹报告和航迹关联的有效处理方案，该方案通过设计点迹报告和系统航迹不同的扇区划分方式，减少了与系统航迹进行关联检测的点迹报告的数量，从而达到了降低误关联、提高实时处理的目的，同时本发明还给出了雷达站附近时的关联方法。

Description

TWS跟踪雷达点迹与航迹关联处理方法

技术领域

本发明一般涉及边扫描边跟踪体制TWS(Track-While-Scan)雷达数据处理领域，特别在进行多目标跟踪过程中，实时实现雷达点迹报告与维护的系统航迹进行关联选择的时候。本发明给出了一种有效的点迹与航迹关联处理方法，可以提高常规关联算法的实时性，有效减少误关联的发生，同时解决目标穿越雷达上空时的点迹与航迹相关。

背景技术

现代雷达系统的主要功能就是发现目标和跟踪目标，在TWS雷达系统中，通常要求监视和跟踪大量的目标（超过100批次），在雷达信息处理的过程中，需要将每个雷达扫描周期信号处理判定的目标点迹报告，根据一定的处理规则新建临时系统航迹，或用点迹报告更新已经存在的系统航迹，常见的处理流程如图1所示。

从图1的流程中我们可以看到，当雷达监视和跟踪大量的目标时，点迹报告和航迹的相关判断将是非常重要的一步，其决定了是将收到的点迹报告进行航迹的更新维护还是创建新的临时航迹。点迹报告与航迹关联的实时性和误关联概率，与关联判断选择的点迹数量有关系，当一条航迹与待关联的点迹报告误关联概率，会随着所选关联扇区范围内点迹报告数量增多而增大，实时性随之会降低。

目前工程和学术界在点迹报告与航迹的关联中，多是采用将雷达监视范围划分成若干个处理扇区（如16扇区或32扇区），根据点迹报告位置和航迹当前位置计算其所处的扇区号，通过扇区号来进行点迹报告和航迹的粗选，起到初步过滤的目的，从而提高点迹报告和航迹相关的准确性，以16扇区为例的划分方式如图2所示。在目标跟踪过程中，对未跨越扇区时，可以将第K扇区的航迹报告与第K扇区的点迹进行关联，对跨越扇区时，就需要将第K扇区的航迹报告与第K-1、K+1两个扇区的点迹进行关联，而在实际工作中，两种情况都存在，因此就通常设计成第K扇区航迹与第K、K-1、K+1三个扇区的点迹进行关联，在这个过程中，因为涉及3个扇区的点迹关联检测处理，容易出现误关联，同时实时性受到影响。

本发明针对常规按图2所示的划分处理方法，提出一种新的点迹和航迹不同扇区划分方法，提高相关处理实时性同时，有效降低误相关，并解决穿越雷达站附近时的相关问题。

发明内容

本发明主要涉及在雷达信息处理的点迹与航迹相关过程中，扇区划分方式和关联规则的设定方面，主要体现在以下三点。

（1）为了更好的解决图2方式的扇区划分中，目标跨越扇区时的需要与3个扇区点迹进行关联的不足，本发明设计：在雷达360°监视范围内，将点迹报告和系统航迹划分为数量相同的多个处理扇区，编号相同的点迹扇区和航迹扇区在物理方位上相差半个扇区，如图3所示。

（2）基于上述划分，对系统航迹和点迹报告的关联检测方案如下，详见图4：

处于航迹扇区K中的确认航迹，与处于点迹扇区K和点迹扇区K-1的点迹进行关联判断；

处于航迹扇区K-1中的临时航迹，与处于点迹扇区K-1和点迹扇区K-2的点迹进行关联判断；

处于点迹扇区K-2中未被使用的点迹，用来生成新的临时航迹；

输出处于航迹扇区K和K-1扇区的确认航迹。

（3）对穿越雷达站附近的目标，由于其运动过程中，前后两个周期的报告有可能跨越多个扇区，设计雷达站附近50km范围全区域关联判断，见图5所示。  

附图说明

图1是雷达跟踪航迹处理基本流程示意图。

图2是常见雷达跟踪处理扇区划分示意图。

图3是本发明给出的点迹-航迹扇区划分示意图。

图4是本发明设计的点迹-航迹关联规则示意图。

图5是目标跨越雷达站附近时的点迹-航迹关联示意图。

具体实施方式

（1）软件设计和开发环境

本发明涉及的雷达跟踪点迹-航迹关联设计和开发环境如下：

操作系统：Windows XP及以上版本、Linux、VxWorks等；

软件编译环境：C/C++编译器。

（2）点迹-航迹关联实施流程

该软件在实施过程中，包含以下七步。

第一步：

按图3所示初始化雷达站监视范围内的点迹扇区范围和航迹扇区范围，以及雷达站周边范围。扇区划分范围包括左边界，而不包括右边界。

如将360°监视范围划分16个点迹扇区和16个航迹扇区（每扇区22.5°），其中：

点迹扇区0的范围是：0°- 22.5°，

点迹扇区1的范围：22.5°- 45°，

点迹扇区2的范围：45° - 67.5°， 

依次类推，

点迹扇区15的范围：337.5° - 0°；

航迹扇区0的范围：348.75° -  11.25°，

航迹扇区1的范围：11.25° -   33.75°，

依次类推，

航迹扇区15的范围：326.25° - 348.75°  。  

雷达站范围设定为距离雷达中心站50km范围或适应性范围。

第二步：

接收雷达系统中信号处理部分按照TWS方式周期性输出的目标点迹报告。

第三步：

根据点迹报告所处的位置，计算其所处的点迹扇区号。

第四步：

遍历所有维护的航迹信息，根据航迹属性（确认航迹或临时航迹）及航迹所处的扇区号，按照图4的对应关系查找是否有与其相关的点迹报告。

对位于雷达站附近的航迹，在雷达站附近全域查找点迹报告。

第五步：

对有点迹相关的航迹，用该点迹更新航迹，并重新计算更新后航迹的扇区号。

若原航迹为临时航迹，则更新后将属性更改为确认航迹（不同的应用，更改属性需要更新的次数会有差异）。

第六步：

对未使用的点迹报告，新生成临时航迹，加入航迹维护列表。

第七步

输出指定航迹扇区的确认航迹。

Claims (1)

1.一种边扫描边跟踪TWS体制雷达系统点迹报告与系统航迹关联的设计方案，基于C/C++编程语言，在Windows、Linux、Vxworks等多种平台应用，主要包括： 

（1）在雷达360°监视范围内，将点迹报告和系统航迹划分为数量相同的多个处理扇区，编号相同的点迹扇区和航迹扇区在物理方位上相差半个扇区，如图3所示；

（2）基于上述划分，对系统航迹和点迹报告的关联检测方案如下，详见图4：

处于航迹扇区K中的确认航迹，与处于点迹扇区K和点迹扇区K-1的点迹进行关联判断；

处于航迹扇区K-1中的临时航迹，与处于点迹扇区K-1和点迹扇区K-2的点迹进行关联判断；

处于点迹扇区K-2中未被使用的点迹，用来生成新的临时航迹；

输出处于航迹扇区K和K-1扇区的确认航迹；

（3）对穿越雷达站附近的目标，由于其运动过程中，前后两个周期的报告有可能跨越多个扇区，设计雷达站附近50km范围全区域关联判断，见图5所示。