CN113820685A - 一种基于扇块结构的一次点迹凝聚方法 - Google Patents

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陆晓明
周仕祺
童朝平
范延伟
彭文丽
彭嘉宇
彭学江
杨瑞明
郭云燕
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Abstract

本发明公开了一种基于扇块结构的一次点迹凝聚方法，适用于边扫描边跟踪(TWS)的工作模式，包括以下步骤：遍历本方位扇区的所有距离扇块，对于每个距离扇块中的每个一次点迹，首先跟本距离扇块的剩余一次点迹进行点迹凝聚；然后跟本方位扇区中本距离扇块的前一个距离扇块中的所有一次点迹进行点迹凝聚；最后，跟本方位扇区之前若干个方位扇区中对应的距离扇块及对应距离扇块的前一个距离扇块中的所有一次点迹进行点迹凝聚。本发明不仅大大减少了运算量，同时避免了重复运算，提升了系统的运算性能；从而可以有效避免距离相差较大的一次点迹之间进行的无效匹配；也避免了一次点迹之间的重复匹配。

Description

一种基于扇块结构的一次点迹凝聚方法
技术领域
本发明属于雷达数据处理领域，具体涉及一种基于扇块结构的一次点迹凝聚方法。
背景技术
在雷达工作过程中，同一个目标的回波可能会被检测出多个一次点迹，点迹凝聚的目的是将属于同一个目标的多个一次点迹合并成一个，不仅可以降低虚警航迹数量，同时可以一定程度上改善测量精度。
传统的基于方位扇区的点迹凝聚，需要将本方位扇区的每一个一次点迹与本扇区剩余一次点迹及相邻扇区的一次点迹进行点迹凝聚，但是，一次点迹一般随机分布在不同的距离上，而满足凝聚条件的一次点迹的距离一般是临近的(距离差与雷达量程的比例一般不足1％)，因此如果对所有一次点迹进行遍历，很多距离差很大的一次点迹也会进行匹配，这样可能会带来很多的无效运算，降低系统的运算性能。
发明内容
针对传统基于方位扇区的点迹凝聚方法存在较多无效运算，系统运算性能较低的问题，本发明提供了一种基于扇块结构的一次点迹凝聚方法，适用于边扫描边跟踪(TrackWhile Scan,TWS)的工作模式。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于扇块结构的一次点迹凝聚方法，包括以下步骤：
(1)在方位上，将空域均匀划分为扇区，扇区之间两两不相交，每个方位扇区覆盖一定的方位角度；同时，每个方位扇区内在距离上均匀划分为距离块，距离块之间两两不相交，每个距离块覆盖一定的距离；从空间来看，相当于将空域按照方位和距离划分为一个一个的扇块。在实现本发明时，方位扇区通过队列的数据结构实现，每个方位扇区中存放着距离块队列，每个距离块队列中存放着一次点迹队列。
(2)在接收到来自信号处理子系统的数据报文后，解析提取得到方位角等系统状态和一次点迹，一次点迹根据其方位角和距离置于相应方位扇区的距离块中。其中，一次点迹所在的方位扇区编号n的计算方法为：
Figure BDA0003311393380000021
式中，Φ为从一次点迹所在数据报文中提取得到的方位角，单位为度；
Figure BDA0003311393380000022
为方位扇区的宽度，单位为度；N为方位扇区的数量，
Figure BDA0003311393380000023
一次点迹所在的距离块编号m的计算方法为：
Figure BDA0003311393380000024
式中，R为一次点迹的距离，单位为米；r为距离块的长度，单位为米；floor(·)为向下取整函数。
(3)当雷达工作在边扫描边跟踪状态下时，雷达的方位角循环变化，方位角对应的方位扇区编号也不断变化；在当前添加一次点迹的方位扇区编号与前一次不一致后，代表前一次的方位扇区的所有一次点迹已经添加完毕，因此可以开始对前一次的方位扇区进行点迹凝聚。
(4)当某个扇区的一次点迹添加完毕后，开始对本扇区的一次点迹进行凝聚；其中，所述凝聚的方法具体包括：遍历本方位扇区的所有距离扇块，对于每个距离扇块中的每个一次点迹，首先跟本距离扇块的剩余一次点迹进行点迹凝聚；然后跟本方位扇区中本距离扇块的前一个距离扇块中的所有一次点迹进行点迹凝聚；最后，跟本方位扇区之前若干个方位扇区中对应的距离扇块及对应距离扇块的前一个距离扇块中的所有一次点迹进行点迹凝聚。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
发明一种基于扇块结构的一次点迹凝聚方法中的扇块结构，可以有效避免距离相差较大的一次点迹之间进行的无效匹配；同时，本发明合理设计了凝聚滑窗结构，也避免了一次点迹之间的重复匹配；与传统方法相比，本发明不仅大大减少了运算量，同时避免了重复运算，提升了系统的运算性能。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为扇块结构示意图；
图2为扇块结构按照方位扇区编号和距离块编号重排的矩阵结构示意图；
图3为扇块的数据结构示意图；
图4为一次点迹凝聚方法的流程图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
如图4所示，本发明提供了一种基于扇块结构的一次点迹凝聚方法，适用于边扫描边跟踪(TWS)的工作模式。
如图1所示，在方位上，将空域均匀划分为扇区，扇区之间两两不相交，每个方位扇区覆盖一定的方位角度，波束宽度为
Figure BDA0003311393380000035
方位扇区数量共计N个，编号为0～(N-1)；同时，每个方位扇区内在距离上均匀划分为距离块，距离块之间两两不相交，每个距离块覆盖一定的距离，距离块数量共计M个，编号为0～(M-1)；从空间来看，相当于将空域按照方位和距离划分为一个一个的扇块。图2为扇块结构按照方位扇区编号和距离块编号重排的矩阵结构示意图。
如图3所示，队列的数据结构实现，每个方位扇区中存放着距离块队列，每个距离块队列中存放着一次点迹队列。
在接收到来自信号处理子系统的数据报文后，解析提取得到方位角等系统状态和一次点迹。一次点迹根据其方位角和距离置于相应方位扇区的距离块中。一次点迹所在的方位扇区编号n的计算方法为：
Figure BDA0003311393380000031
式中，Φ为从一次点迹所在数据报文中提取得到的方位角，单位为度；
Figure BDA0003311393380000032
为方位扇区的宽度，单位为度；N为方位扇区的数量，
Figure BDA0003311393380000033
一次点迹所在的距离块编号m的计算方法为：
Figure BDA0003311393380000034
式中，R为一次点迹的距离，单位为米；r为距离块的长度，单位为米；floor(·)为向下取整函数。
当雷达工作在边扫描边跟踪状态下时，雷达的方位角循环变化，方位角对应的方位扇区编号也不断变化；在当前添加一次点迹的方位扇区编号与前一次不一致后，代表前一次的方位扇区的所有一次点迹已经添加完毕，因此可以开始对前一次的方位扇区进行点迹凝聚；在当前添加一次点迹的方位扇区编号与前一次一致后，点迹凝聚完成。
当某个扇区的一次点迹添加完毕后，开始对本扇区的一次点迹进行凝聚；其中，所述凝聚的方法具体包括：遍历本方位扇区的所有距离扇块，对于每个距离扇块中的每个一次点迹，首先跟本距离扇块的剩余一次点迹进行点迹凝聚；然后跟本方位扇区中本距离扇块的前一个距离扇块中的所有一次点迹进行点迹凝聚；最后，跟本方位扇区之前若干个方位扇区中对应的距离扇块及对应距离扇块的前一个距离扇块中的所有一次点迹进行点迹凝聚。当遍历本方位扇区的所有距离扇块，点迹凝聚完成。
如图2所示，当前数据报文中提取得到的方位角对应的方位扇区编号为4，前一次方位扇区编号为3，此时编号为3的方位扇区中的所有一次点迹已经添加完毕，可以进行点迹凝聚。遍历编号为3的方位扇区中的所有距离块。以编号为3的距离块为例，对于编号为3的距离块中的所有一次点迹，首先与本扇块内的剩余一次点迹进行点迹凝聚；然后与本方位扇区内编号为2的一次点迹进行点迹凝聚；最后，与编号为1和2的方位扇区中的编号为2和3的距离块中的一次点迹进行点迹凝聚。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于扇块结构的一次点迹凝聚方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)在方位上，将空域均匀划分为扇区，扇区之间两两不相交，每个方位扇区覆盖一定的方位角度；同时，每个方位扇区内在距离上均匀划分为距离块，距离块之间两两不相交，每个距离块覆盖一定的距离；从空间来看，相当于将空域按照方位和距离划分为一个一个的扇块；方位扇区通过队列的数据结构实现，每个方位扇区中存放着距离块队列，每个距离块队列中存放着一次点迹队列；
(2)在接收到来自信号处理子系统的数据报文后，解析提取得到方位角等系统状态和一次点迹，一次点迹根据其方位角和距离置于相应方位扇区的距离块中；
(3)当雷达工作在边扫描边跟踪状态下时，雷达的方位角循环变化，方位角对应的方位扇区编号也不断变化；在当前添加一次点迹的方位扇区编号与前一次不一致后，代表前一次的方位扇区的所有一次点迹已经添加完毕，因此可以开始对前一次的方位扇区进行点迹凝聚；
(4)当某个扇区的一次点迹添加完毕后，开始对本扇区的一次点迹进行凝聚；其中，所述凝聚的方法具体包括：遍历本方位扇区的所有距离扇块，对于每个距离扇块中的每个一次点迹，首先跟本距离扇块的剩余一次点迹进行点迹凝聚；然后跟本方位扇区中本距离扇块的前一个距离扇块中的所有一次点迹进行点迹凝聚；最后，跟本方位扇区之前若干个方位扇区中对应的距离扇块及对应距离扇块的前一个距离扇块中的所有一次点迹进行点迹凝聚。
2.如权利要求1所述的一种基于扇块结构的一次点迹凝聚方法，其特征在于：
所述一次点迹所在的方位扇区编号n的计算方法为：
Figure FDA0003311393370000011
式中，Φ为从一次点迹所在数据报文中提取得到的方位角，单位为度；
Figure FDA0003311393370000012
为方位扇区的宽度，单位为度；N为方位扇区的数量，
Figure FDA0003311393370000013
一次点迹所在的距离块编号m的计算方法为：
Figure FDA0003311393370000014
式中，R为一次点迹的距离，单位为米；r为距离块的长度，单位为米；floor(·)为向下取整函数。
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