DE69924473T2 - Verbesserungen an oder bezüglich radarsystemen - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Radarsysteme und insbesondere auf die Unterdrückung unerwünschter Signale, die von einem Radarsystem empfangen werden und die von einem festen Gegenstand reflektiert wurden (Störecho), beispielsweise von Geländemerkmalen und Gebäuden, und zwar für den Fall, wenn das Radar auf einer sich bewegenden Plattform, beispielsweise einem Schiff, montiert ist.
  • Ein Radarsystem arbeitet in der Weise, dass elektromagnetische Signale ausgestrahlt und diese gleichen Signale empfangen werden, nachdem sie von den Zielen reflektiert wurden. Jedoch treten neben den Reflexionen der gewünschten Ziele, beispielsweise eines Flugzeugs, andere Reflexionen auf, die von unerwünschten Gegenständen herrühren. Diese unerwünschten Gegenstände werden als Störobjekte (clutter) bezeichnet und sie können Geländemerkmale, beispielsweise Hügel oder Steilufer und durch Menschen hergestellte Gegenstände, beispielsweise Gebäude und Zäune sowie Wetterumstände, z.B. Regen, umfassen. Die unerwünschten Reflexionen können in gewissen Fällen größer sein als die Reflexionen von den Zielen.
  • Die Verfahren zur Unterdrückung unerwünschter Reflexionen und zur Erfassung nur von Signalen, die von Zielen ausgehen, beruhen allgemein auf der Tatsache, dass die Störobjekte stationär sind oder sich nur langsam bewegen. Zahlreiche Radargeräte benutzen eine Bewegungszielanzeige (MTI) oder einen Bewegungszieldetektor (MTD), die sich nur auf die radiale Komponente der Zielgeschwindigkeit beziehen oder diese bestimmen (d.h. die Geschwindigkeit von dem Radar weg oder auf dieses hin), indem die Dopplerverschiebung des empfangenen Signals überprüft wird. Die Unterdrückung von Signalen, die keine wesentliche Dopplerverschiebung aufweisen, gewährleistet, dass nur schnell bewegte Objekte als Ziele dargestellt werden. Dies löst jedoch nicht vollständig das Problem, weil gewisse Ziele eine Radialgeschwindigkeit von Null haben können, selbst wenn sie sich schnell in einer Richtung tangential zum Radar bewegen. Diese gewünschten Ziele ergeben nur geringe Dopplerverschiebungen und werden daher mit den Störobjekten unterdrückt, wenn nur MTI- oder MTD-Verfahren benutzt werden.
  • Eine andere Möglichkeit zur Vervollständigung von MTI- und MTD-Verfahren, die in zahlreichen Radarsystemen benutzt werden, besteht darin, die Empfindlichkeit des Radarempfängers derart zu ändern, dass Bereiche, von denen sich gezeigt hat, dass sie starke Signale reflektieren, mit einer geringeren Empfindlichkeit überprüft werden als Bereiche, die dies nicht tun. Dies erfordert die Benutzung einer Störobjektkarte, in der der Radarerfassungsbereich in Zellen unterteilt ist und ein Feld von Hintergrundsignalabschätzungen für diese Zellen gespeichert wird. Empfangene Signale werden dann nur als von gewünschten Zielen herrührend angenommen, wenn sie den gespeicherten Hintergrundpegel für die betreffende Zelle, die sie einnehmen, um einen genügend hohen Faktor überschreiten: wenn s die empfangene Signalstärke und bi der Hintergrundpegel ist, der in der Zelle gespeichert wird, dann wird eine Detektion mitgeteilt, wenn s > kTbi bei einem bestimmten festen Verhältnis kT ist.
  • Die Hintergrundabschätzung über die Karte wird bei jeder Abtastung des Radar modifiziert, so dass sie graduell nach den Signalpegeln konvergiert, die tatsächlich empfangen werden. Reflexionen von festen Streuobjekten werden daher in die Karte "eingebaut" und schließlich unterdrückt. Andererseits werden bewegliche Ziele immer dann detektiert, wenn ihre Reflexionen die in der Störobjektkarte gespeicherten Pegel, die sie zeitweilig einnehmen, überschreiten. Wenn die Kartenzellen klein genug sind, dann verbleiben bewegte Ziele nicht in der gleichen Zelle, solange, dass ein Einbauen erfolgen könnte und die gespeicherten Pegel beeinflusst werden. Die Arbeitsweise von Störobjektkarten für stationäre Radargeräte ist im Einzelnen in der folgenden Literaturstelle beschrieben:
    M I Solnik, Radar Handbook, McGraw Hill Book Company, 1978.
  • Die Hintergrundabschätzung in jeder Störobjektkartenzelle wird normalerweise durch eine "α-Glättung" akkumuliert. Wenn bi der gegenwärtige Störobjekthintergrundpegel in der i. Zelle ist und der höchste Pegel, der in der Zelle während der gegenwärtigen Abtastung gi ist, dann wird der folgende Ausdruck benutzt, um den neuen Hintergrundpegel zu berechnen, der für die nächste Abtastperiode benutzt wird: (1 α) bi + αgi dabei ist α eine kleine Zahl, im typischen Fall 1/8 oder 1/16.
  • Bei der obigen Beschreibung der Arbeitsweise einer Störobjektkarte wurde angenommen, dass eine Störobjektkarte bereits hergestellt war, wenn die Radardaten empfangen wurden. Es ist also notwendig, das Problem der Initialisierung zu betrachten: ein Ausfüllen der Störobjektkarte mit geeigneten Daten, wenn das Radar das erste Mal angeschaltet wird. Wenn dies nicht genau geschieht, ist es möglich, dass zahlreiche falsche Erkennungen bei den ersten wenigen Abtastungen geliefert werden, weil geringe Anfangswerte von bi vorhanden sind, die bewirken, dass die Bedingung s > kTbi häufig erfüllt ist.
  • Die oben beschriebene Arbeitsweise der Störobjektkarte hängt natürlich davon ab, dass die Störobjekte stationär in Bezug auf das Radar sind. Aus diesem Grund waren Störobjektkarten bis heute nur dann erfolgreich für Radarsysteme einsetzbar, wenn sie an festen Orten arbeiteten. Ein Radar, das auf einer bewegten Plattform montiert ist, beispielsweise auf einem Schiff oder Flugzeug, beobachtet ein Störobjekt, das sich relativ zu sich selbst bewegt. Störobjekte bewegen sich dann von einer Störobjektkartenzelle nach einer anderen. Derartige Rückstrahler werden als Erfassung immer dann mitgeteilt, wenn sie sich in eine neue Störobjektkartenzelle bewegen, die einen niedrigeren gespeicherten Hintergrundpegel besitzt. Wenn schließlich der Rückstrahler in der Zelle verbleibt, dann wird der Hintergrund in der neuen Zelle angehoben, um dies zu verhindern, aber die Adaption kann einige Abtastungen erfordern. Außerdem wird die Zelle, in der der Rückstrahler vorher war, für eine Zahl von Abtastungen mit einem unnötig hohen Schwellwert belassen, was die Unterdrückung gewünschter Ziele zur Folge haben könnte. Wenn die Radarbewegung genügend schnell ist, dann treten derartige Probleme kontinuierlich auf und verursachen viele falsche Erfassungen und den Verlust der Zielerfassung.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Radarsystem zu schaffen, das die oben erwähnten Probleme beseitigt.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung betrifft diese ein Verfahren zum Betrieb eines Radarsystems, das auf einer sich bewegenden Plattform montiert ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
    • a) es wird die Bewegung der Plattform kompensiert, um feste Geländemerkmale in der gleichen Zelle einer Störobjektkarte zu bewahren;
    • b) es wird periodisch die Störobjektkarte erneut zentriert, um ihren Koordinatenursprung dicht an einer Ist-Position der Plattform zu halten; und
    • c) es wird eine Initialisierungszeit der Störobjektkarte beschleunigt, um eine erneute Zentrierung einer genügenden Zahl von Zeiten während einer schnellen Bewegung der Plattform zu erhalten, wobei der Schritt b) wenigstens zwei Störobjektkarten benutzt und weiter die folgenden Schritte durchgeführt werden:
    • d) es wird der Ursprung einer ersten Störobjektkarte auf die Position der Plattform auf einem ersten Radarabtastzyklus gesetzt;
    • e) es wird die erste Störobjektkarte während einer festen Zahl von Radarabtastzyklen initialisiert;
    • f) es wird der Ursprung einer zweiten Störobjektkarte auf die Position der Plattform gesetzt, während die erste Störobjektkarte in Benutzung genommen wird;
    • g) es wird die zweite Störobjektkarte während einer nächsten festen Zahl von Radarabtastzyklen initialisiert;
    • h) es wird die erste Störobjektkarte zurückgesetzt und erneut initialisiert, während die zweite Störobjektkarte in Benutzung befindlich ist; und
    • i) es werden kontinuierlich die Schritte d) bis i) wiederholt.
  • Das Verfahren kann den Schritt aufweisen, die Hintergrundpegel der Störobjektkartenzelle in Kombination mit einem Detektorprozess zu aktualisieren, um die Berechnungsbelastung zu vermindern.
  • Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Einführung einer Bewegungskompensation in die Arbeitsweise der Störobjektkarte derart, dass diese immer noch wirksam benutzt werden kann, wenn das Radar nicht stationär ist.
  • Die beschriebene Störobjektkarte besitzt vier neuartige Merkmale, die die Möglichkeit schaffen, die Karte erfolgreich selbst dann zu benutzen, wenn das Radar in Bewegung befindlich ist. Diese Merkmale sind die folgenden:
    Kompensation der Radarbewegung;
    Periodische Wiederzentrierung der Störobjektkarte;
    Schnellinitialisierung nach der Wiederzentrierung;
    Kontinuierliche Hintergrundpegelaktualisierung.
  • Das Merkmal der Aktualisiserung der Hintergrundpegel ist ein fakultatives Merkmal und besitzt einen Vorteil in Bezug auf eine Verminderung der Rechenbelastung.
  • Die Kompensation einer Schiffsbewegung wird ausgeführt, indem die bekannte Schiffsposition zur Lage der Rückstrahler addiert wird, bevor bestimmt wird, welche Störobjektkartenzelle sie einnehmen. Es wird angenommen, dass die Schiffsposition dem Radar auf einer kontinuierlichen Basis zugeführt wird.
  • Eine Störobjektkarte in Polarkoordinaten mit der gespeicherten Positionsversetzung erfordert eine erneute Zentrierung in Intervallen derart, dass der Ursprung der Polarkoordinaten in der Nähe der Schiffsposition gehalten wird.
  • Dies geschieht durch Aufrechterhaltung von zwei Karten, von denen eine initialisiert wird, während die andere in Gebrauch befindlich ist. Es wird jederzeit eine der Karten wieder initialisiert und erneut zentriert, so dass ihr Ursprung mit der gegenwärtigen Schiffsposition zusammenfällt.
  • Die Notwendigkeit der Initialisierung beider Karten in häufigen Intervallen bedeutet, dass die Initialisierung bei so wenigen Abtastungen als möglich durchgeführt werden muss. Die vorliegende Erfindung sieht einen Weg vor, um diesen Initialisierungsprozess zu beschleunigen und es werden die Störobjektreflexionen auf die Karte so schnell als möglich eingebaut.
  • Schließlich wurde das Verfahren, durch das die beobachteten Störobjektechos zu den gespeicherten Hintergrundpegeln beitragen, integriert mit dem Algorithmus zur Bestimmung der Zielerfassung. Hierdurch wird die erforderliche Berechnung wirksam, und es wird die Notwendigkeit für eine spezielle Aktualisierungsaktivität einmal pro Radarabtastung eliminiert.
  • Der offensichtlich größte Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die obigen Probleme eliminiert werden, wenn unerwünschte Rückstrahler sich von einer Störobjektkartenzelle nach einer anderen bewegen. Diese Bewegung wird nunmehr verhindert: Gegenstände, die wirklich stationär sind, nehmen immer den Raum in der gleichen Störobjektkartenzelle ein, selbst wenn sich das Radar bewegt.
  • Das beschleunigte Initialisierungsschema bedeutet auch, dass die Störobjektkarte besser Reflexionen von solchen Bereichen verarbeiten kann, die ursprünglich hinter einem näher in der Gegend liegenden Gegenstand verborgen waren, aber frei zugänglich werden, wenn sich das Radar bewegt. Derartige verborgene Objekte werden schnell in die Störobjektkarte eingebaut.
  • Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
  • 1 zeigt ein Initialisierungsverfahren mit zwei Störobjektkarten;
  • 2 zeigt ein Initialisierungsverfahren mit drei Störobjektkarten;
  • 3 zeigt ein Diagramm variabler Glättungsparameter bei zwei Störobjektkarten;
  • 4 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
  • Die vier gemäß der Erfindung erlangten Verbesserungen werden nunmehr im Einzelnen beschrieben.
  • Kompensation der Radarbewegunq
  • Es wird eine Kompensation für die Bewegung der Radarplattform durchgeführt, indem die Startposition der Plattform gespeichert wird, und diese Position wird als Ursprung der Koordinaten hergenommen. Später wird die neue Position der Plattform berechnet, wenn diese sich von der Startposition weg bewegt hat, und diese Position wird gespeichert. Wenn ein reflektiertes Signal empfangen wird, dann wird diese Versetzung zu der Position des Rückstrahlers addiert, und die resultierende korrigierte Position wird benutzt, um ihre Lage in der Störobjektkarte zu definieren.
  • Die Speicherung der Versetzung wird wie folgt durchgeführt. Es soll angenommen werden, dass die Bewegung des Schiffes bekannt ist und zur Zeit t durch (xo(t), yo(t)) definiert ist. Die Plattformbewegung wird dadurch berücksichtigt, dass (x + xo(t), y + yo(t)) als Position der Störobjektkarte benutzt wird.
  • Die Störobjektkartenzellennummer kann dann berechnet werden, und das Verfahren hierfür ist abhängig von dem für die Karte benutzten Koordinatensystem. Die vorliegende Erfindung ist nicht abhängig von einem speziell benutzten Koordinatensystem, sondern kann auch unter Benutzung von Polarkoordinaten realisiert werden. Als Beispiele zur Berechnung der Störobjektkartenzellennummer wird im Folgenden das Verfahren für polare und cartesische Koordinaten beschrieben.
  • Ein Polargitter benutzt gewöhnlich gleiche Azimuthabstände. Entfernung und Abstand sollten für Nahbereiche, bei denen die höchste Auflösung erforderlich ist, gleich oder kleiner sein. Wenn die Position als Abstand R und Azimuthwinkel θ gegeben ist, dann ist die folgende Berechnung erforderlich, um die Indexzahl der Störobjektkartenzelle zu bestimmen, in der die Position befindlich ist:
    Figure 00090001
  • In cartesischen Koordinaten kann ein quadratisches Gitter angenommen werden. Die Zellenzahl für den Gitterabstand Δ kann wie folgt berechnet werden:
    Korrigierte Position x' = R sin θ + xo (t) y' = R cos θ + yo(t)
    "x" Zellennummer ix = [x'/Δ]
    "y" Zellennummer iy = [y'/Δ]
    Zellennummer i = ix + iy Nx
  • Bei jedem dieser Schemen verbleiben die Störechorückstrahler mit fester Position in der gleichen Störobjektkartenzelle und dies führt zu den oben beschriebenen Vorteilen.
  • Periodisches erneutes Zentrieren der Störobjektkarte
  • Eine Störobjektkarte mit Bewegungskompensation startet mit ihrem Ursprung an der Radarposition, aber nach einer gewissen Zeit ist dies nicht mehr der Fall. Bei einer Störobjektkarte, die mit cartesischen Komponenten ausgebildet ist, stellt dies kein schwerwiegendes Problem dar, vorausgesetzt, dass die Kartenränder umgriffen sind, aber bei einer in Polarkoordinaten dargestellten Störobjektkarte muss periodisch eine wiederholte Zentrierung erfolgen. Bei großen Positionsversetzungen besteht eine Gefahr, dass die Störobjektkartenzellen nicht mehr die richtige Gestalt haben, um eine gute Bereichsauflösung und Zwischenstörobjektsichtbarkeit zu haben. Die Zellen versetzt zur Seite der Bewegungsrichtung werden gedreht und in der Entfernung wirksam ausgedehnt, was unerwünscht ist, da die Störobjektrückstrahler an den Zellenrändern nicht in benachbarte Zellen fallen könnten, was zu unerwünschten Radarerfassungen führen könnte.
  • Während der Initialisierung sind die Daten in der Störobjektkarte nicht nützlich zur Bestimmung der Radarrichtungen, so dass in der vorliegenden Erfindung zwei Störobjektkarten benutzt werden: eine zur Initialisierung, während die andere benutzt wird. Die Zeitgebung der Benutzung der zwei Störobjektkarten ist aus 1 ersichtlich. Bei der ersten Radarabtastung hat die Karte 1 ihren Ursprung, der auf die Schiffsposition gesetzt ist. Es ist dann zulässig, während einer festen Zahl von Abtastungen N zu initialisieren. Danach hat die Karte 2 ihren Ursprung, eingestellt auf die Schiffsposition, während die Karte 1 in Benutzung genommen wird. Während der nächsten N-Abtastungen wird die Karte 2 initialisiert. Dann wird die Karte 1 zurückgesetzt und beginnt die Initialisierung, während die Karte 2 in Benutzung ist usw.. Die vorliegende Erfindung schließt nicht die Benutzung von mehr als zwei Störobjektkarten aus. Beispielsweise ist ein Schema, das drei Karten benutzen kann, in 2 dargestellt.
  • Schnellinitialisierung nach der erneuten Zentrierung
  • Bei dem Schema mit zwei Störobjektkarten gemäß 1 ist es notwendig, dass man in der Lage ist, die Störobjektkarten zu initialisieren und sie schon am Ende von N-Abtastungen abzusetzen. Wenn die Störobjektkarte mit einem konstanten Empfängerrauschpegel gefüllt ist, dann wird eine normale α-Glättung wie oben beschrieben nicht immer ausreichen, um ein Absetzen zu ermöglichen, bevor die Karte in Benutzung genommen wird. Daher benutzt die vorliegende Erfindung eine beschleunigte α-Glättung. Dies erfordert eine Einstellung α = 1 bei der ersten Abtastung, so dass die Karte mit allen gegenwärtig vorhandenen Störobjektwerten gefüllt wird, und es wird möglich, eine Verminderung auf einen richtigen Wert von z.B. 1/16 durch die N. Abtastung zu bewirken. Eine lineare Veränderung von α ist in 3 dargestellt, obgleich die vorliegende Erfindung nicht die Benutzung eines komplizierteren Variationsgesetzes ausschließt.
  • Kontinuierliche Aktualisierung des Hintergrundpegels
  • Zweckmäßigerweise wird die α-Glättung zur Aktualisierung der Zellenhintergrundpegel einmal pro Abtastung durchgeführt. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Berechnung kombiniert mit dem Detektorberichtverfahren. Dies geschieht ebenfalls durch Speicherung der Zeit der letzten Aktualisierung mit der größten Rückführung für jede Zelle. Wenn Bezug auf die Zelle genommen wird, um zu bestimmen, ob ein empfangenes Signal groß genug ist, um ein Ziel zu repräsentieren, dann wird die gespeicherte Zeit der letzten Aktualisierung überprüft, um zu sehen, ob der in der Zelle gespeicherte Hintergrundpegel zunächst um α geglättet werden muss. Dies ist anwendbar für alle Kartenkoordinatensysteme. Der Alogrithmus zur Durchführung ist der folgende:
    Es soll sein:
  • t
    gegenwärtiger Zeitpunkt
    s
    gegenwärtig empfanges Signal
    i
    Zahl der Störobjektzellen, in die es einfällt
    hi
    gespeicherter Hintergrundpegel in der Zelle i
    gi
    größte Rückführung, in der Zelle i ersichtlich
    ti
    Zeit, zu der gi gespeichert wurde.
  • Figure 00120001
  • Durch diese kontinuierliche Aktualisierungsstrategie wird die Erfindung nicht auf herkömmliche drehende Radargeräte beschränkt. Sie ist auch im Falle eines Multifunktionsradars (MFR) anwendbar, wobei der Strahl elektronisch mit einem großen Freiheitsgrad abgetastet werden kann. Das Kartenaktualisierungsschema beruht nur darauf, dass alle Kartenzellen oft genug betrachtet werden, um die Daten darin gültig zu halten. Das Erfordernis für ein MFR zur Durchführung regelmäßiger Überwachungen des gesamten Abdeckungsvolumens würde gewährleisten, dass dies der Fall ist. Während der Abtastungen können Konzentrationen von Radarbetrachtungen in einem kleinen Volumen, von dem erwartet wird, dass es das Ziel enthält, zu der Erwartung führen, dass die Zielobjektkartendaten von noch höherer Qualität in diesem Volumen vorhanden sind.
  • Die Erfindung kann als Teil einer Radar-Signalverarbeitungs-Hardware durch einen oder mehrere Plätze durchgeführt werden, die geeignete Prozessoren enthalten.
  • Ein Blockschaltbild einer Ausführungsform wird nachstehend in Verbindung mit 4 beschrieben.
  • Eine Signalkonditionierungseinheit 2 empfängt das Radarsignal mit der Zwischenfrequenz (IF) auf der Leitung 4. Die Konditionierungseinheit 2 erzeugt Gleichtaktsignale, Vierphasensignale und Modulsignale auf den Leitungen 6, 8 bzw. 10. Die Signale werden einem digitalen MTI- oder MTD-Detektor 12 zugeführt, der die MTI- oder MTD-Erfassungen auf die Leitung 14 abgibt. Normale Radarsignale vom MTI- oder MTD-Detektor 4 laufen über die Leitung 16 nach der Störobjektkarte 18 der sich bewegenden Plattform, die außerdem Signale über die Leitung 22 erhält, welche die geographische Position der sich bewegenden Plattform mitteilen. Die normalen Radarsignale werden von der Störobjektkarte der sich bewegenden Plattform über die Leitung 20 ausgegeben.
  • Wie oben erwähnt, ist die sich bewegende Plattform ein Schiff. Es könnte jedoch auch ein Flugzeug oder irgendein anderes Transportmittel sein.

Claims (5)

  1. Verfahren zum Betrieb eines Radarsystems, das auf einer sich bewegenden Plattform montiert ist, mit den folgenden Schritten: a) es wird die Bewegung der Plattform kompensiert, um feste Geländemerkmale in der gleichen Zelle einer Störobjektkarte zu bewahren; b) es wird periodisch die Störobjektkarte erneut zentriert, um ihren Koordinatenursprung dicht an einer Ist-Position der Plattform zu halten; und c) es wird eine Initialisierungszeit der Störobjektkarte beschleunigt, um eine erneute Zentrierung einer genügenden Zahl von Zeiten während einer schnellen Bewegung der Plattform zu erhalten, wobei der Schritt b) wenigstens zwei Störobjektkarten benutzt und weiter die folgenden Schritte durchgeführt werden: d) es wird der Ursprung einer ersten Störobjektkarte auf die Position der Plattform auf einem ersten Radarabtastzyklus gesetzt; e) es wird die erste Störobjektkarte während einer festen Zahl von Radarabtastzyklen initialisiert; f) es wird der Ursprung einer zweiten Störobjektkarte auf die Position der Plattform gesetzt, während die erste Störobjektkarte in Benutzung genommen wird; g) es wird die zweite Störobjektkarte während einer nächsten festen Zahl von Radarabtastzyklen initialisiert; h) es wird die erste Störobjektkarte zurückgesetzt und erneut initialisiert, während die zweite Störobjektkarte in Benutzung befindlich ist; und i) es werden kontinuierlich die Schritte d) bis i) wiederholt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, welches weiter den folgenden Schritt aufweist: j) es werden die Störobjektkartenzellen-Hintergrundpegel in Kombination mit einem Detektorprozess aktualisiert, um die Rechenbelastung zu reduzieren.
  3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, bei welchem der Schritt der Kompensation der Bewegung weiter die folgenden Teilschritte umfasst: k) es wird die Startposition der Plattform bestimmt und gespeichert; l) es werden die folgenden Positionen der Plattform als Versetzung von der Startposition berechnet und gespeichert, nachdem ein reflektiertes Signal empfangen wurde; m) es wird die gegenwärtige Versetzung der Position eines Rückstrahlers hinzugefügt, der das Signal reflektierte; n) es wird das Ergebnis der Addition benutzt, um die Stelle des Rückstrahlers in der Störobjektkarte zu definieren.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der Schritt c) einen α-Glättungsalgorithmus benutzt und weiter die folgenden Teilschritte aufweist: o) es wird der Wert von α auf den Wert gesetzt, der beträchtlich größer ist als sein Normalwert bei einem ersten Radarabtastzyklus; und p) es wird der Wert α auf seinen Normalwert durch das Ende der festen Zahl von Radarabtastzyklen reduziert.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4, bei welchem der Schritt j) weiter die folgenden Teilschritte umfasst: q) es wird die Zeit der letzten Aktualisierung mit dem größten Rücklauf für jede Zelle der Störobjektkarte gespeichert; r) es wird auf die geeignete Zelle Bezug genommen, um zu bestimmen, ob ein empfangenes Signal genügend groß ist, um eine Zielerkennung zu repräsentieren; und s) es wird die gespeicherte Zeit der letzten Aktualisierung geprüft, um festzustellen, ob der Hintergrundpegel, der in der Zelle gespeichert ist, einer Glättung unterworfen werden muss.
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GB9803906 1998-02-26
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US (1) US6307501B1 (de)
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GB (1) GB9803906D0 (de)
WO (1) WO1999044076A1 (de)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6765526B1 (en) 2003-05-29 2004-07-20 Sandia Corporation GMTI motion compensation
DE102004010537B4 (de) 2004-03-04 2007-04-05 Eads Deutschland Gmbh Verfahren zur Auswertung von Radardaten zum vollautomatischen Erstellen einer Karte gestörter Gebiete
WO2006072255A1 (en) * 2005-01-10 2006-07-13 Navico Danmark A/S Digital radar system with clutter reduction
DE102005023787A1 (de) * 2005-05-19 2006-11-23 Selex Sistemi Intergrati Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Korrigieren von Wetterdaten sowie Computerprogrammprodukt
CN100368822C (zh) * 2005-12-05 2008-02-13 国家无线电监测中心 无线电发射源定位方法与系统
US7298316B2 (en) * 2005-12-19 2007-11-20 Chung Shan Institute Of Science And Technology, Armaments Bureau M.N.D. Apparatus and method for instantly automatic detecting clutter blocks and interference source and for dynamically establishing clutter map
GB0701869D0 (en) * 2007-01-31 2007-03-14 Cambridge Consultants Adaptive radar
CN100451662C (zh) * 2007-03-30 2009-01-14 清华大学 一种利用极坐标变换估测信号背景的方法
JP5398195B2 (ja) * 2007-08-31 2014-01-29 古野電気株式会社 レーダ装置
FR2938074B1 (fr) * 2008-11-04 2010-12-24 Thales Sa Procede de traitement de profils verticaux mesures de la puissance des echos renvoyes suite a une emission de signaux radar.
US7840075B2 (en) * 2009-01-26 2010-11-23 Honeywell International, Inc. Marine radar system with three-dimensional memory
JP6024229B2 (ja) * 2012-06-14 2016-11-09 富士通株式会社 監視装置、監視方法、及びプログラム
US9348021B2 (en) 2013-03-14 2016-05-24 Raytheon Company Methods and apparatus for adaptive motion compensation to remove translational movement between a sensor and a target
US10310067B2 (en) * 2013-04-24 2019-06-04 Bae Systems Plc Wind turbine mitigation in radar systems
CN104267388B (zh) * 2014-09-10 2016-07-27 中国电子科技集团公司第二十八研究所 一种慢速目标杂波图检测方法
JP6531903B2 (ja) * 2015-06-01 2019-06-19 パナソニックIpマネジメント株式会社 物体検出装置
CN105353369B (zh) * 2015-10-20 2017-06-30 中国电子科技集团公司第三十八研究所 一种宽雷达波束下高山地测高方法
CN105353361B (zh) * 2015-10-27 2017-10-27 安徽四创电子股份有限公司 一种基于dsp和fpga的双波束点迹数据处理装置及其处理方法
EP3435112B1 (de) * 2016-03-23 2024-01-17 Furuno Electric Co., Ltd. Radarvorrichtung und wirbelschleppenanzeigeverfahren
FR3051559B1 (fr) * 2016-05-20 2019-09-13 Thales Procede d'optimisation de la detection de cibles marines et radar mettant en oeuvre un tel procede
US10788570B2 (en) 2017-09-29 2020-09-29 The Boeing Company Radar system for mobile platform and method of use
CN113625267B (zh) * 2021-08-17 2022-01-28 中国人民解放军32802部队 基于四维稳态杂波图的强杂波背景下低慢小目标检测方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3680086A (en) * 1969-11-26 1972-07-25 North American Rockwell Ground mapping radar system
US4068231A (en) * 1976-09-02 1978-01-10 Hughes Aircraft Company Automatic clutter-mapper
GB2055524B (en) * 1979-03-13 1983-03-02 Secr Defence Radar systems
NL8103178A (nl) * 1981-07-02 1983-02-01 Hollandse Signaalapparaten Bv Zoekradarapparaat.
JPH02213787A (ja) * 1989-02-15 1990-08-24 Mitsubishi Electric Corp クラッタ抑圧装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO1999044076A1 (en) 1999-09-02
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US6307501B1 (en) 2001-10-23
EP1057043A1 (de) 2000-12-06
AU750791B2 (en) 2002-07-25
AU2536599A (en) 1999-09-15
CA2315739C (en) 2007-10-16
GB9803906D0 (en) 1998-04-22
JP2000513453A (ja) 2000-10-10

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