CN116224245A

CN116224245A - 基于二维速度网格的雷达点迹多周期回溯杂波抑制方法

Info

Publication number: CN116224245A
Application number: CN202211553637.4A
Authority: CN
Inventors: 丁春; 桂峰; 李江涛; 李华君
Original assignee: 724 Research Institute Of China Shipbuilding Corp
Current assignee: 724 Research Institute Of China Shipbuilding Corp
Priority date: 2022-12-06
Filing date: 2022-12-06
Publication date: 2023-06-06

Abstract

本发明涉及基于二维速度网格的雷达点迹多周期回溯杂波抑制方法，主要解决密集杂波环境下由于点迹饱和导致航迹自动录取计算超时、自动录取产生较多虚假航迹，使得目标自动录取的用户体验不佳、杂波中目标跟踪维护难度较大等问题。本发明在接收到N个天线扫描周期的点迹后，建立速度网格,经过回溯建立关于速度通道的关联波门，最后经过M/N判决将判别为目标的点迹输出至航迹自动录取和目标跟踪。

Description

基于二维速度网格的雷达点迹多周期回溯杂波抑制方法

技术领域

本发明属于雷达目标跟踪技术领域，特别涉及杂波环境下的雷达目标自动录取和跟踪领域。

背景技术

在两坐标机械扫描雷达目标跟踪领域中，一直比较多地依赖人工发现并录取目标。这需要操作员的精力高度集中，值班过程中全程关注，操作员的工作压力非常大。通过自动录取可以降低操作员发现录取和维护目标的压力，但是在密集杂波环境下由于点迹饱和导致航迹自动录取计算超时、自动录取产生较多虚假航迹，使得目标自动录取的用户体验不佳、杂波中目标跟踪维护难度较大等问题。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提出了基于二维速度网格的雷达点迹多周期回溯杂波抑制方法。在接收到N个天线扫描周期的点迹后，建立速度网格,经过回溯建立关于速度通道的关联波门，最后经过M/N判决将判别为目标的点迹输出至航迹自动录取和目标跟踪该方法在跟踪器输入点迹过多时能够有效滤除虚假杂波点迹,有效改善目标自动录取和目标跟踪能力。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

以天线扫描周期的顺序接收并依次存储点迹；

设定判决窗口的长度，当接收点迹的天线扫描周期数小于窗口长度时认为所有点迹为杂波，不输出点迹；

以径向速度和方位向速度都是0为中心建立二维速度网格，速度网格中的每一个网格都表示一个预设的目标运动模型；

以每个点迹为中心根据速度网格表示的速度范围在各天线扫描周期进行回溯，获得预设目标距离范围和方位范围；

根据预设目标的距离范围和方位范围产生关联波门；

分别统计各点迹的各个速度网格在各天线扫描周期对应的关联波门中含有点迹的次数；输出速度网格含有点迹的次数满足条件的点迹。

相比于传统技术，本发明的有益效果为：

本发明针对密集杂波环境下由于点迹饱和导致航迹自动录取计算超时、自动录取产生较多虚假航迹等问题，建立速度网格,经过回溯建立关于速度通道的关联波门，最后将满足判别条件的点迹输出至航迹自动录取和目标跟踪，有效滤除了虚假杂波点迹,改善了目标自动录取和跟踪能力。

附图说明

图1是本发明处理流程示意图。

具体实施方式

本发明基于二维速度网格的雷达点迹多周期回溯杂波抑制方法的处理流程示意图如图1所示，优选的实施例包括以下步骤：

以天线扫描周期的顺序接收并依次存储点迹，集合{(r_ki，θ_ki)}_{i＝1，2，...}表示第k个天线扫描周期产生的点迹，其中r_ki表示点迹的距离，θ_ki表示点迹的方位；

设定判决窗口的长度为N，当接收点迹的天线扫描周期数小于窗口长度N时认为所有点迹为杂波，不输出点迹；

根据预设目标的距离范围和方位范围产生关联波门；

更进一步地，速度网格在径向含有P+1个网格，在方位向含有Q+1个网格，每个网格的径向速度宽度为ΔV_r，方位向速度宽度为ΔV_θ；速度网格G_pq表示径向第p个方位向第q个网格，其中-P/2≤p≤P/2，-Q/2≤q≤Q/2；速度网格G_pq的径向速度取值范围为区间[(p-1/2)ΔV_r，(p+1/2)ΔV_r]，方位向速度取值范围为区间[(q-1/2)ΔV_θ，(q+1/2)ΔV_θ]；

更进一步地，以每个点迹(r_ki，θ_ki)为中心根据速度网格G_pq表示的速度范围在第h个天线扫描周期进行回溯,其中k-N＜h＜k，获得预设目标的距离范围为区间：

[_rki+(p-1/2)ΔV_r(k-h)T，r_ki+(p+1/2)ΔV_r(k-h)T]；

方位范围为区间：

[θ_ki+(q-1/2)ΔV_θ(k-h)T，θ_ki+(q+1/2)ΔV_θ(k-h)T]；

其中T为天线扫描周期；

更进一步地，考虑雷达探测误差的影响，在第h个天线扫描周期对预设目标的距离范围区间和方位范围区间分别扩大一倍建立关联波门，关联波门的距离范围为区间：

[r_ki+(p-1)ΔV_r(k-h)T，r_ki+(p+1)ΔV_r(k-h)T]；

方位范围为区间：

[θ_ki+(q-1)ΔV_θ(k-h)T，θ_ki+(q+1)ΔV_θ(k-h)T]；

对于点迹(r_hi，θ_hi)如果：

r_ki+(p-1)ΔV_r(k-h)T≤r_hi≤r_ki+(p+1)ΔV_r(k-h)T；

θ_ki+(q-1)ΔV_θ(k-h)T≤θ_hi≤θ_ki+(q+1)ΔV_θ(k-h)T；

则认为点迹(r_hi，θ_hi)位于点迹(r_ki，θ_ki)的速度网格G_pq在第h个天线扫描周期的关联波门中。

更进一步地，分别统计点迹(r_ki，θ_ki)的各个速度网格G_pq在第k-1至k-N+1的N-1个天线扫描周期对应的关联波门中含有点迹的次数为S_pq。

更进一步地，如果至少有一个S_pq大于判决门限M-1，则认为点迹(r_ki，θ_ki)可能是目标，输出该点迹，否则认为点迹(r_ki，θ_ki)是杂波，不输出该点迹。

Claims

1.基于二维速度网格的雷达点迹多周期回溯杂波抑制方法，其特征在于：以天线扫描周期的顺序接收并依次存储点迹；设定判决窗口的长度，当接收点迹的天线扫描周期数小于窗口长度时认为所有点迹为杂波，不输出点迹；以径向速度和方位向速度都是0为中心建立二维速度网格，速度网格中的每一个网格都表示一个预设的目标运动模型；以每个点迹为中心根据速度网格表示的速度范围在各天线扫描周期进行回溯，获得预设目标距离范围和方位范围；根据预设目标的距离范围和方位范围产生关联波门；分别统计各点迹的各个速度网格在各天线扫描周期对应的关联波门中含有点迹的次数；输出速度网格含有点迹的次数满足条件的点迹。

2.根据权利要求1所述的基于二维速度网格的雷达点迹多周期回溯杂波抑制方法，其特征在于：速度网格在径向含有P+1个网格，在方位向含有Q+1个网格，每个网格的径向速度宽度为ΔV_r，方位向速度宽度为ΔV_θ；速度网格G_pq表示径向第p个方位向第q个网格，其中-P/2≤p≤P/2，-Q/2≤q≤Q/2；速度网格G_pq的径向速度取值范围为区间[(p-1/2)ΔV_r，(p+1/2)ΔV_r]，方位向速度取值范围为区间[(q-1/2)ΔV_θ，(q+1/2)ΔV_θ]。

3.根据权利要求2所述的基于二维速度网格的雷达点迹多周期回溯杂波抑制方法，其特征在于：以每个点迹(r_ki，θ_ki)为中心根据速度网格G_pq表示的速度范围在第h个天线扫描周期进行回溯，其中k-N＜h＜k，获得预设目标的距离范围为区间：

[r_ki+(p-1/2)ΔV_r(k-h)T，r_ki+(p+1/2)ΔV_r(k-h)T]；

方位范围为区间：

[θ_ki+(q-1/2)ΔV_θ(k-h)T，θ_ki+(q+1/2)ΔV_θ(k-h)T]

其中T为天线扫描周期。

4.根据权利要求3所述的基于二维速度网格的雷达点迹多周期回溯杂波抑制方法，其特征在于：雷达探测误差影响，在第h个天线扫描周期对预设目标的距离范围区间和方位范围区间分别扩大一倍建立关联波门，关联波门的距离范围为区间：

[r_ki+(p-1)ΔV_r(k-h)T，r_ki+(p+1)ΔV_r(k-h)T]；

方位范围为区间：

[θ_ki+(q-1)ΔV_θ(k-h)T，θ_ki+(q+1)ΔV_θ(k-h)T]；

对于点迹(r_hi，θ_hi)，如果：

r_ki+(p-1)ΔV_r(k-h)T≤r_hi≤r_ki+(p+1)ΔV_r(k-h)T；

θ_ki+(q-1)ΔV_θ(k-h)T≤θ_hi≤θ_ki+(q+1)ΔV_θ(k-h)T；

5.根据权利要求3所述的基于二维速度网格的雷达点迹多周期回溯杂波抑制方法，其特征在于：分别统计点迹(r_ki，θ_ki)的各个速度网格G_pq在第k-1至k-N+1的N-1个天线扫描周期对应的关联波门中含有点迹的次数为S_pq。

6.根据权利要求5所述的基于二维速度网格的雷达点迹多周期回溯杂波抑制方法，其特征在于：如果至少有一个S_pq大于判决门限M-1，则认为点迹(r_ki，θ_ki)可能是目标，输出该点迹，否则认为点迹(r_ki，θ_ki)是杂波，不输出该点迹。