KR100825218B1 - 수동 코히런트 위치파악 애플리케이션들에서 중앙 연관 및 추적을 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

수동 코히런트 위치파악 애플리케이션들에서 중앙 연관 및 추적을 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

PCL 애플리케이션용의 중앙 연관 및 추적을 위한 시스템 및 방법이 개시된다. 검출 레포트들은 타겟 추적 처리 시스템에 수신된다. 검출 레포트들은 앞선 처리 동작들에서 타겟 에코들에 연관된 라인 추적들에 상관하는 측정들을 포함한다. 또한, 파라미터들 및 가측치들과 같은 다른 정보는 타겟 추적 처리 시스템에 의해 수신된다. 타겟 추적 처리 시스템은 검출 레포트들 내 측정들에 따른 라인 추적들에 관해 라인 추적 연관 기능 및 추적 필터링 기능을 수행한다. 이들 동작들은 또한 추적을 위해 타겟 파라미터들을 예측 및 추정한다. 타겟 파라미터들은 전파 및 갱신된 타겟 추적들로부터 외삽되고 사용자를 위해 디스플레이에 공급되고 다른 처리를 위해 PCL 시스템에 돌려보내진다.
PCL 시스템, 신호, 타겟, 라인 추적

Description

수동 코히런트 위치파악 애플리케이션들에서 중앙 연관 및 추적을 위한 시스템 및 방법{System and method for central association and tracking in passive coherent location applications}
관련 출원의 참조
본 출원은 발명의 명칭이 "PCL 애플리케이션들에 대한 중앙 연관 및 추적을 위한 시스템 및 방법(System and Method for Central Association and Tracking for PCL Application)"인, 2001년 5월 4일에 출원된 미국 가특허출원 번호 제60/288,492호의 권익을 청구하고, 이는 본 명세서에 참고 문헌으로 포함된다.
기술분야
본 발명은 수동형 코히런트 위치파악("PCL") 레이더 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 라인 추적을 타겟에 연관시키며 PCL 레이더 애플리케이션들에서 타겟을 추적하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
PCL 레이더 시스템은 멀티스태틱 레이더 시스템으로 표현될 수 있다. 멀티스태틱 레이더 시스템은 하나 이상의 송신기들로부터 분리된 다수의 수신기들을 갖는다. 송신기로부터 방사된 신호는 몇 개의 분리된 경로들을 통해 수신기에 도착한다. 한 경로는 송신기에서 수신기로의 직로일 수도 있고, 다른 경로는 송신기에서 타겟을 거쳐 수신기로의 간접 경로를 포함하는 타겟 경로일 수도 있다. 측정들은 타겟 경로 신호의 총 경로 길이, 혹은 통과 시간, 타겟 경로 신호의 도달 각, 및 직로 및 타겟 경로 신호들의 진동수를 포함할 수 있다. 진동수 차이로, 타겟이 도플러 효과에 따라 움직이고 있는지를 검출할 수 있다.
정보를 타겟 경로 신호로부터 추출할 것이라면 수신기에선 송신된 신호에 대해 아는 것이 바람직하다. 도플러 진동수 시프트를 판정하기 위해 송신 진동수가 필요하다. 총 분산된 경로 길이를 결정해야 한다면 시간 혹은 위상 기준도 필요하다. 진동수 기준은 직접적인 신호로부터 얻어질 수 있다. 시간 기준은 송신기와 수신기 간 거리를 알고 있다면 직접적인 신호로부터 얻어질 수도 있다.
멀티스태틱 레이더 시스템들은 레이더의 유효범위 내 타겟의 존재, 타겟 위치의 소재, 및 레이더에 대한 속도 성분, 혹은 도플러를 결정할 수 있다. 타겟 위치의 소재를 파악하는 처리는 거리의 측정 및 도착 각을 포함할 수 있다. 수신 사이트에 대한 거리의 측정은 수신 사이트에의 도착각 및 송신기와 수신기 간 거리를 모두 포함할 수 있다. 직접적인 신호가 활용가능하다면, 도플러 진동수 시프트를 추출하기 위해서 기준신호로서 사용될 수 있다.
PCL 레이더 시스템들에서, 송신기들은 일루미네이터들로서 알려져 있을 수 있다. 일루미네이터들은 상용 진동수 변조된("FM") 방송 송신기들 및/또는 중계기들, 상용 고선명 텔레비전("HDTV") 방송 송신기들 및/또는 중계기들 등을 포함하는 광대역 기회원들(sources of opportunities)일 수 있다. 광대역 신호 사전-검출 처리 및 코-채널 간섭 완화를 위한 기술들이 존재한다. 방법들은 주 일루미네이터와 같은 활용할 기회원, 및 이외 어떤 환경에 존재하는 다른 코-채널 신호들을 수신하는데 사용되는 안테나 어레이를 포함할 수 있다.
PCL 시스템들은 몇몇의 서로 상이한 송신기들로부터 어떤 크기의 직접 및 반사된 신호들을 수신할 수 있다. 신호들은 식별해서 적합한 타겟에 연관시켜야 한 다. 또한, 몇몇의 타겟들은 서로 다른 위치들에서 소산된 신호들일 수 있다. 상이한 신호들 및 이들의 측정 데이터는 적합한 타겟에 연관되어야 한다. 타겟이 존재하지 않는다면, 타겟에 대해 새로운 추적이 구현되어야 할 수도 있다. 반대로, 갱신들이 더 이상 수신되지 않고 있다면 이전의 추적들은 시스템으로부터 제거되어야 한다. 보다 효율적이고 편리한 측정 데이터 연관은 PCL 시스템들에서 타겟 추적을 향상시킬 수 있다.
<발명의 요약>
따라서, 본 발명은 PCL 애플리케이션들 및 신호 처리에 관한 것이다. 따라서, PCL 애플리케이션들 내 중앙 연관 및 추적의 시스템 및 방법을 여기서 개시한다.
실시예에 따라서, 수동 코히런트 위치파악 시스템용의 라인 추적을 타겟에 연관시키는 방법이 개시된다. 방법은 타겟에 대응하는 라인 추적을 갖는 검출 레포트를 수신하는 것을 포함한다. 본 방법은 또한 라인 추적의 측정에 대한 타겟 상태 및 상태 공분산을 계산하는 것을 포함한다. 방법은 또한 타겟 상태 및 상태 공분산에 따라 라인 추적을 스코어링하는 것을 포함한다. 방법은 또한 스코어링에 따라 라인 추적을 타겟 추적에 할당하는 것을 포함한다.
또 다른 실시예에 따라, 수동 코히런트 위치파악 시스템 내에서 타겟 데이터를 연관시키고 추적하는 방법이 개시된다. 타겟 데이터를 측정들을 포함한다. 방법은 측정들로부터 타겟 상태 및 상태 공분산을 계산하는 것을 포함한다. 방법은 또한 타겟 상태 및 상태 공분산에 따라 타겟 데이터에 상관된 라인 추적을 타겟 추 적에 할당하는 것을 포함한다. 방법은 또한 타겟추적을 초기화하는 것을 포함한다. 방법은 도한 타겟 상태 및 상태 공분산에 따라 필터를 초기화하는 것을 포함한다. 방법은 또한 필터로 타겟 추적을 추적하는 것을 포함한다. 방법은 또한 타겟 추적으로부터 타겟 데이터를 외삽하는 것을 포함하다.
또 다른 실시예에 따라, 수동 코히런트 위치파악 시스템 내에서 타겟 추적 동작들로부터 라인 추적을 타겟 추적에 연관하는 방법이 개시된다. 본 방법은 라인 추적을 위한 후보 연관 조합을 결정하는 것을 포함한다. 방법은 또한 적어도 하나의 게이트를 후보 연관 조합에 인가하는 것을 포함한다. 방법은 라인 추적에 대한 타겟 상태 및 상태 공분산을 추정하는 것을 포함한다. 방법은 또한 타겟 상태 및 상태 공분산에 따라 후보 연관 조합에 대한 스코어를 계산하는 것을 포함한다. 방법은 또한 스코어에 따라 타겟 추적에 라인 추적을 할당하는 것을 포함한다.
또 다른 실시예에 따라서, 수동 코히런트 위치파악 시스템 내에서 타겟에 연관된 측정들을 갖는 검출 레포트에 상관된 타겟 추적을 필터링하는 방법이 개시된다. 방법은 검출 레포트에 대한 타겟 상태 및 상태 공분산에 대한 보정들을 계산하는 것을 포함한다. 방법은 보정들로 타겟 상태 및 상태 공분산을 갱신하는 것을 포함한다. 방법은 또한 갱신된 타겟 상태 및 갱신된 상태 공분산으로 타겟추적을 전파시키는 것을 포함한다.
또 다른 실시예에 따라서, 타겟에 대한 타겟 파라미터를 추정하는 시스템이 개시된다. 시스템은 측정을 포함하는 검출 레포트들을 포함한다. 시스템은 또한 검출 레포트들에 상관된 라인 추적을 타겟 추적에 연관시키는 라인 추적 연관 기능을 포함한다. 시스템은 또한 측정에 따라 타겟 추적을 전파시키는 추적 필터링 기능을 포함한다. 시스템은 또한 타겟 추적 및 측정들로부터 타겟 파라미터들을 계산하는 타겟 외삽 기능을 포함한다.
또 다른 실시예에 따라서, 라인 추적을 타겟 추적에 연관시키는 시스템이 개시된다. 라인 추적은 적어도 하나의 검출 레포트에 상관된다. 시스템은 적어도 하나의 검출 레포트로부터 측정을 위해 타겟 상태 및 상태 공분산을 계산하고 라인 추적에 대한 후보 연관 조합을 스코어링하는 비선형 최소 제곱 배치 추정기(nonlinear least squares batch estimator)를 포함한다. 시스템은 또한 후보 연관 조합에 대한 스코어에 따라 라인 추적을 할당하는 라인 추적 할당기능을 포함한다.
또 다른 실시예에 따라서, 타겟 추적을 필터링하는 시스템이 개시된다. 타겟 추적은 적어도 하나의 검출 레포트로부터 라인 추적에 연관된다. 시스템은 검출 레포트로부터의 측정들에 대한 측정 나머지 및 편미분들을 계산하는 수단을 사용하여 타겟 추적을 갱신하기 위해 타겟 상태 및 상태 공분산에 대한 보정을 계산하는 필터를 포함한다. 시스템은 속도 크기 성분 및 가속도 크기 성분을 사용하여 갱신된 타겟 추적을 체크하는 유효성 체크 기능을 포함한다.
본 발명의 추가 특징 및 이점은 다음의 설명에 개시될 것이고, 부분적으로 개시로부터 명백할 것이며 혹은 본 발명의 실시에 의해 알게 될 수도 있다. 본 발명의 목적 및 다른 이점은 첨부한 도면만이 아니라 기재된 설명 및 청구항들에 특정하게 지적된 구조에 의해 실현되고 얻어질 것이다.
본 발명의 더 이해할 수 있게 포함되고 본 명세서의 일부를 구성하고 이에 포함된 첨부함 도면은 본 발명의 실시예들을 예시하며 설명과 더불어 본 발명의 원리를 설명하는데 사용된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 레이더 시스템, 타겟, 및 송신기들의 블록도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수동 코히런트 위치파악 시스템의 성분들의 블록도.
도 3a는 본 발명의 실시예에 다른 PCL 시스템 내에서 중앙 연관 및 타겟 추적을 위한 시스템의 블록도.
도 3b는 본 발명의 실시예에 따라 바이스태틱 시간지연 및 바이스태틱 도플러에 사용된 구조의 개요를 도시한 도면.
도 3c는 본 발명의 실시예에 따라 인코밍 신호의 도달각을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 라인 추적 연관 기능을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 라인 추적 연관 동작들에 대한 흐름도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 라인 추적 연관 동작들에 대한 흐름도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 타겟 추적들을 초기화 및 스코어링하는 흐름도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 라인 추적들을 할당하는 흐름도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 라인 추적들을 할당하는 블록도.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 검출 레포트들을 필터링하는 흐름도.
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 타겟들에 대한 유효성 체크들을 수행하는 흐름도.
도 12는 본 발명의 실시예에 따라 코스트 타겟을 연관시키는 흐름도.
본 발명의 바람직한 실시예를 참조하도록 하겠으며, 이들의 예는 첨부한 도면에 예시하였다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 레이더 시스템, 타겟 및 송신기들의 블록도를 도시한 것이다. 레이더 검출 시스템(10)은 복수의 송신기들(110, 112, 114)을 사용하여 하나 이상의 관심 타켓들(150)을 추적하는 PCL 시스템(100)을 포함한다. PCL 시스템(100)은 일군의 멀티스태틱 광역 타겟 감시 센서들을 나타낸다. PCL 시스템(100)은 대부분, 다른 목적으로 동작하고 있을 수 있는 기회원으로부터의 연속파("CW") 전자기 에너지를 활용한다. 기회원은 텔레비전 방송국들 및 FM 방송국들을 포함할 수도 있다. 바람직하게, PCL 시스템(100), 이 역시 기회원(110, 112, 114)으로 알려진 복수의 미제어 송신기들로부터의 송신들을 수신할 수도 있다. 미제어 송신기는 수신기의 직접적인 제어 하에 놓여있지 않은 송신기들에 속한다. 바람직하게, 송신기들(110, 112, 114)은 상용 FM 방송 송신기들 및 /또는 중계기들과 상용 HDTV TV 방송 송신기들 및/또는 중계기들을 포함하는 광대역 기회원일 수도 있다. 그러나, 송신기들(110, 112, 114)은 이들 기회원으로 한정되는 것은 아니며 어떤 장치, 시스템 혹은 미제어 신호들을 송신하는 수단을 포함할 수도 있다.
송신기들(110, 112, 114)은 모든 방향들로 광대역 전자기 에너지 송신들을 송신할 수 있다. 이들 송신들 중 일부는 하나 이상의 관심 타겟들에 의해 반사되고 PCL 시스템(100)에 의해 수신된다. 예를 들면, 반사된 송신(130)은 타겟(150)에 의해 반사되어 PCL 시스템(100)에 의해 수신될 수 있다. 또한, 송신기(114)에 관하여, 기준송신(140)이 PCL 시스템(100)에 의해 직접 수신된다. PCL 시스템(100)은 하나 이상의 관심 타겟들(150)에 관한 위치 정보를 결정하기 위해서 기준송신(140)과 반사된 송신(130)을 비교할 수 있다. 기준송신(140)은 또한 직경로 신호로서 파악될 수도 있다. 반사된 송신은 타겟 경로 신호로서 파악될 수도 있다. 위치정보는 도착 시간차("TDOA"), 도착 진동수차("FDOA") 및 도착 각("AOA")을 결정한 것으로부터 소재(location), 속도, 및 가속도를 포함하여, 타겟(150)의 위치에 관한 어떤 정보를 포함할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수동 코히런트 위치파악 시스템의 블록도를 도시한 것이다. PCL 시스템(100)은 안테나 서브-시스템(200), 아날로그 디지털 변환기("ADC") 서브-시스템(220), 처리 서브-시스템(240), 및 출력장치(260)를 포함할 수 있다. 안테나 서브-시스템(200)은 도 1의 반사된 송신(130) 및 기준송신(140)을 포함하여 전자기 에너지 송신들을 적어도 하나의 안테나로 수신한다. 바람직하게, 안테나 서브-시스템(200)은 안테나 어레이이다. ADC 서브-시스템(220)은 이의 입력에서 안테나 서브-시스템(200)의 신호 출력들을 수신하고, 신호들을 샘플링 레이트로 샘플링하고 각 샘플링 간격으로 아날로그 신호의 진폭을 사용하여 디지털 파형을 형성함으로써 신호들의 디지털 샘플들을 출력한다. 처리 서브-시스템(240)은 어셈블리 서브-시스템(220)의 출력을 수신하여 측정 데이터, 추적, 타겟 갱신들 등을 하기 위해 신호들을 처리한다. 출력장치(260)는 처리 결과를 수신하여 처리 서브-시스템(240)의 출력을 표시한다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 PCL 시스템 내 중앙 연관 및 추적 타겟을 위한 시스템을 도시한 것이다. 타겟 추적 처리 시스템(300)은 입력들을 수신하여 출력을 디스플레이(344) 및 추가된 PCL 신호 처리 기능(346)에 제공함으로써 PCL 애플리케이션들에 중앙 연관 및 추적을 제공한다. 타겟 추적 처리 시스템(300)은 적어도 하나의 송신기에 의해 검출된 타겟들에 대해 위치, 속도, 및 가속도를 추정한다. 위치는 어떤 제약하에 3차원일 수도 있다.
타겟 추적 처리 시스템(300)은 라인 추적기로부터 검출 블록 스트림(302)을 수신할 수 있다. 검출 블록들(302)은 라인 추적 식별번호, 일루미네이터 식별, 및 검출시간에 의해 식별되는 검출 레포트들을 포함할 수 있다. 또한, 각각의 검출 레포트는 라인 추적의 상태를 명시하는 상태 파라미터를 포함할 수도 있다. 입력들은 또한 파라미터들(304)을 포함할 수 있다. 파라미터들(304)은 타겟 추적들을 초기화하는데 사용될 수 있다. 파라미터들(304)은 아래의 표 1에 나타낸 입력 파라미터들을 포함할 수 있다. 표 1의 입력 파라미터는 각각의 수신기 및 타겟 추적 처리 시스템(300)에 의해 처리될 일루미네이터를 명시할 수 있다.
Figure 112003041611684-pct00001
타겟 추적 처리 시스템(300)은 출력을(342) 제공한다. 출력(342)은 현 코히런트 처리 간격에 대한 티겟 데이터 블록 스트림이다. 출력(342)은 디스플레이(344)가 수신할 수도 있다. 디스플레이(344)는 사용자에게 타겟들을 디스플레이하기 위해서 디스플레이 소프트웨어 및 관련 하드웨어를 포함할 수 있다. 또한, 출력(342)은, 출력을 다시 PCL 신호 처리 체인의 앞쪽 요소들로 돌려보내는 PCL 신호 처리 기능(346)에 의해 수신될 수 있다. 바람직하게, PCL 신호 처리 기능(346)은 출력(342)을 검출 및 특징추출을 위한 처리요소들에 공급한다. 표 2는 출력(342)의 각각의 타겟 데이터 블록에 대한 출력 파라미터들의 바람직한 리스트를 나타낸 것이다.
Figure 112003041611684-pct00002
나타낸 바와 같이, 타겟 추적 처리 시스템(300)은 3개의 기능을 포함한다. 라인 추적 연관 기능(320)은 모든 라인 추적-타겟 추적 할당을 행하고, 모든 새로운 타겟 추적들의 초기화 및 보증된 경우 기존 추적들의 재초기화를 처리하고, 상충되는 할당들을 해소시킴으로써 할당 질을 감시한다. 추적 필터링 기능(330)은 2차원으로, 혹은 모든 조건이 충족되면, 3차원으로, 각 타겟의 위치, 속도 및 가속 도를 추적하기 위해 확장 칼만 필터를 이용한다. 추적 필터링 기능(330)의 초기 상태 및 공분산은 라인 추적 연관 기능(320)에 의해 초기화될 수 있다. 추적 필터링 기능(330)은 각각의 추적 병합 측정들을 전파시키며 추적이 확실히 유효한 상태에 있도록 라인 추적 연관을 감시한다. 라인 추적 연관 기능(320) 및 추적 필터링 기능(330)에 대해 이하 상세히 설명한다.
타겟 데이터 외삽 기능(340)은 타겟 추적 처리 시스템(300)으로부터 디스플레이(344)에 원하는 타겟 데이터를 계산한다. 타겟 데이터 외삽 기능(340)은 타겟마다 신호를 발생한다. 위치의 상태 벡터들("T") 및 속도("T2")는 출력(342)에서 파라미터들을 계산하는데 사용된다. 수신기 위치에 대한 상태 벡터들("R") 및 속도("R2") 또한 사용된다. 각 벡터는 개개의 좌표들을 나타내는 3개의 변수들을 가질 수 있다. 예를 들면, 타겟 위치 벡터는 T=[xT, yT, zT]를 나타낼 수도 있고, 타겟 벡터는 T2=[xT 2, yT 2, zT 2]일 수 있다. 타겟 및 수신기 위치의 소재들은 후술하는, 동-북-업("ENU") 좌표로 기술될 수 있다. ENU 좌표계에서 업 좌표는 제니스 혹은 탄젠트 평면이 동 좌표 및 북 좌표를 포함하는 로컬 탄젠트 평면에 수직으로서 정의될 수 있다.
두 유형의 상태 벡터 및 연관된 공분산은 타겟 추적에 사용될 수 있다. 첫 번째는 타겟이 갱신을 수신할 때마다 발생되는 갱신된 상태 벡터이다. 두 번째는 코히런트 처리 간격마다 계산된 외삽 타겟 궤도인 전파된 상태 벡터이다. 전파된 상태 벡터들 및 공분산은 아래의 표 3에 나타낸 계산에 사용되는 유형의 상태 벡터일 수 있다. 라인 추적 연관 기능(320) 및 추적 필터링 기능(330)은 타겟 데이터 외삽 기능(340)에서 사용되는 상태 벡터들 및 공분산에 대한 값 혹은 갱신들을 확정하려 한다.
Figure 112003041611684-pct00003
Figure 112003041611684-pct00004

라인 추적 연관 기능(230)의 구현에 앞서, 어떤 값들 및 추가 파라미터들이 계산되어야 한다. 이들 값들 및 이들의 연관된 알고리즘들은 타겟 데이터를 결정할 때 타겟 추적 처리 시스템에 의해 사용될 수 있다. 값들은 타겟 추적 처리 시스템(300)의 기능들 중 어느 한 기능에 의해 사용될 수 있다. 먼저, 기준 프레임들(310)이 계산될 수 있다. 타겟 추적 처리 시스템(300)은 3개의 주 기준 프레임들 간에 조작을 원할 수 있다. 개시된 기준 프레임들 및 프레임들 간 변환을 기준 프레임들(310)에 관하여 다음 설명에서 언급될 것이다. 다음은 기준 프레임들(310) 및 좌표 시스템 변환들을 개시하는 것이다.
지구를 중심으로 한, 고정된 ("ECF")기준 프레임은 지구의 지리적 중심에 정의된 직교 기준 프레임이다. 적도는 주 축이 그리니치 자오선을 가리키는 시스템의 주 평면을 정의할 수 있다. ECF 프레임은 회전하는 지구에 첨부된다. 그러나, 모든 지구 회전 효과는 타겟 추적 처리 시스템(300)에선 무시될 수 있다.
측지("GEO") 좌표 시스템은 기준 타원체에 관하여 지표면 상의 위치들을 정의한다. 기준 타원체는 평균 해수면을 최상으로 들어맞는 회전 타원체인 것으로 취해질 수 있다. 타겟 추적 처리 시스템(300)은 파라미터들 간 관계와 함께, 아래의 표 4에 개시된 값들을 사용할 수 있다.
Figure 112003041611684-pct00005
로컬 탄젠트("ENU") 기준 프레임은 기준 타원체 상의 일 점에 정의된 직교 기준 프레임이다. 로컬 탄젠트 평면은 주 축이 로컬 동쪽 방향을 가리키는 시스템의 주 평면을 정의한다. 비히클 외삽 외상 및 칼만 필터링을 포함하여, 모든 타겟 추적 및 라인 추적 연관 기능들은 수신기의 로컬 탄젠트 프레임에서 수행된다. 타겟 추적 처리 시스템(300)은 2차원 혹은 3차원으로 기능을 수행할 수 있다.
2차원 타겟 추적들에 있어서, 타겟 추적 처리 시스템(300)은 일정 속도에 일직선의 고도 비행을 합칠 수 있다. 일직선의 고도 비행 상태는 수신기의 탄젠트 평면이 아니라 지표면을 따른다. 그러므로, 위치 및 속도의 수직성분들은 지구의 곡률에 대해 보정될 수 있다.
상태 다이나믹스(308)는 타겟 상태 벡터, 공분산 매트릭스, 및 이의 다이나믹스들용의 모델을 나타낼 수 있다. 상태 다이나믹스(308)로 나타낸 모델은 수신기의 ENU 로컬 기준 프레임에서 동, 북, 및 업 성분들로 정의될 수 있다. 2차원 추적의 경우, 타겟에는 이를 추적할 동안에 걸쳐 지구의 곡률에 대해 보정될 수 있는 명시된 고도가 주어진다. 타겟 비히클 상태 다이나믹스(308)는 지수함수적으로 상관된 가속도 동적(motion) 모델을 포함한다.
타겟 상태에는 상태 값들의 불확실성을 반영하는 타겟 상태 공분산 매트릭스가 연관된다. 공분산 매트릭스의 대각 값들은 상태값들의 분산을 나타낸다. 대각에서 벗어난 요소들은 상태들 간 상관을 반영한다. 지수함수적으로 상관된 가속도 모델의 효과들은 상태 공분산의 외삽에 포함될 것이다. 공분산 매트릭스는 상태 천이 행렬 및 처리 잡음 행렬을 사용하여 시간을 통해 전파된다.
가측치(306)는 타겟의 상태를 초기화하고 갱신하는데 사용되는 측정 가측치이다. 여기 개시된 가측치는 PCL 신호 처리에 앞서 각 코히런트 처리 간격마다 계산될 수 있다. 바람직하게, 가측치는 검출 및 특징 추출시 계산된다. 가측치(306)는 각 가측치에 대한 타겟 상태에 관한 가측치의 편미분의 계산에 관계할 수 있다. 편미분들은 라인 추적 연관 기능(320) 및 타겟 추적 처리 시스템(300)의 추적 필터링 기능(330) 시 사용된다. 도 3b는 본 발명의 실시예에 따라 바이스태틱 시간 지연 및 바이스태틱 도플러의 계산에서 사용되는 구조의 개요를 도시한 것이다.
가측치(306)의 바이스태틱 시간지연은 직간접 경로들을 따른 일루미네이터와 수신간에 이동 시간의 차를 반영한다. 다음 식에 따라서,
Figure 112003041611684-pct00006
여기서 c는 광속이며 객체들 사이의 범위들은 내적의 제곱근, 즉
Figure 112003041611684-pct00007
으로서 표현된다.
상태 추적에 있어서는 타겟 상태, xT에 관한 편미분의 계산을 요한다. 타겟 상태에 관한 범위 표현식의 편미분은 다음과 같이 된다.
Figure 112003041611684-pct00008
Figure 112003041611684-pct00009
Figure 112003041611684-pct00010
타겟 상태에 관한 바이스태틱 시간지연의 편미분의 표현식은 다음과 같다.
Figure 112003041611684-pct00011
가측치(306)의 바이스태픽 도플러는 관측된 신호와 일루미네이터로부터 송신 된 신호 간 진동수 변화를 반영한다. 측정은 일루미네이터, 수신기 및 타겟의 위치들 및 속도들을 요할 수도 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 이동하는 이를테면 공수 플랫폼(airborne platform) 혹은 외항선 상의 송신기들 및 수신기들을 이용할 수도 있다. 그러므로, 다음 식에 따라서,
Figure 112003041611684-pct00012
여기서 λ는 일루미네이터의 송신 파장이고, 일루미네이터-타겟 및 수신기-타겟 범위들은 위와 같이 정의된다. 범위의 시간 미분("범위 레이트") 표현식들은 다음과 같을 수 있다.
Figure 112003041611684-pct00013
이것은 다음과 같은
Figure 112003041611684-pct00014
으로서 도플러에 대한 표현으로 된다.
상태 추정은 타겟 상태, xT에 관한 편미분의 계산을 요할 수도 있다. 타겟 상태에 관한 범위 레이트 표현의 편미분들은 다음과 같을 수 있다.
Figure 112003041611684-pct00015
타겟 상태에 관한 바이스태픽 도플러 측정의 편미분 표현식은 다음과 같을 수 있다.
Figure 112003041611684-pct00016
텔레비전 일루미네이터에 있어서, 도플러는 타겟의 에코 및 일루미네이터 캐리어의 진동수 측정들로부터 형성될 수 있다. 라인 추적에서 되돌아오는 타겟 에코에 대응하는 일루미네이터는 모호하지 않기 때문에, 형성된 도플러 측정들은 라인 추적 연관 기능(320)에서 해결된 가설에 연관된다. 가설에 대해 구성된 도플러는 다음 식에 의해 주어질 수 있다.
Figure 112003041611684-pct00017
여기서 fLO는 발진기의 진동수("Hz")이며, fc는 캐리어 진동수이고, 첨자 "r"은 국부 발진기에 대한 진동수를 확인한다.
들어오는 신호의 도착 각은 도 3c에 도시된 바와 같이, 안테나의 몸체의 고정된 프레임에서 각도 θ로 표시된다. 타겟 추적 처리 시스템(300)에 보고된 조준선 밖(off-boresight) 각도는 도착 각의 여각, 즉 θob=θ-(π/2)이다. 도착 각 계산은 타겟의 위치 및 안테나 어레이 좌측 축의 방위, 혹은
Figure 112003041611684-pct00018
을 요할 수 있으며, 이 식에서 Ih는 좌측 축 단위 벡터이다. 상태 평가는 타겟 상태, xT에 관한 편미분들의 계산을 요할 수도 있다. 타겟 상태에 관한 도착 각 표현식의 편미분은 다음과 같다.
Figure 112003041611684-pct00019
바이스태틱, 시간지연, 바이스태틱 도플러, 및 가측치(306)의 도착 각은 도 1 및 도 2에 개시한 시간지연, 도플러, 및 도착 각에 상응한다. 그러나, 타겟 추적 처리 시스템(300)은 후술하는 바와 같이, 이들 값들을 사용한다. 상태 표현식 및 편미분들은 벡터들을 갱신하고 전파시키기 위해 타겟 추적 처리 시스템(300)에 의해 사용되고, 따라서 도 3a, 도 3b, 및 도 3c를 참조로 기술되어 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 라인 추적 연관 기능을 도시한 것이다. 도 4는 도 3의 라인 추적 연관 기능(320)에 상관되는 라인 추적 연관 기능(400)을 도시한 것이다. 라인 추적 연관 기능(400)은 라인 추적 연관 기능(320)의 바람직한 실시예를 나타낸다. 그러나, 라인 추적 연관 기능(320)은 도 4에 개시된 실시예들로 한정되는 것은 아니다. 라인 추적 연관 기능(400)은 모든 라인 추적 대 타겟 추적 할당들에 대해서 모든 새로운 타겟 추적들의 초기화와, 보증된 경우 현존 추적들의 재초기화를 처리하고, 상충되는 할당들을 해소시킴으로써 할당 질을 감시한다. 게이팅 동작들은 라인 추적 연관 기능(400)에 의해 스코어링하고 평가할 후보 할당들의 수를 감소시키는데 사용될 수 있다. 게이트들을 통과하는 후보 할당들은 스코어되고, 스코어들에 근거하여 할당을 행하는 할당 알고리즘에 입력으로서 제공된다. 현 시간, t에서, 할당 알고리즘은 추적 필터링 기능(330)에서 시간 t에서의 칼만 필터의 측정 갱신에 앞서 적용된다.
라인 추적 연관에 앞서 보다 효율적으로 라인 추적을 처리하는 데에 있어 어떤 조건들이 충족될 수도 있다. 변조 라인 테스트 기능(404)은 라인 추적들(402)을 수신한다. 모든 FM 라인 추적들은 이 테스트를 통과해야 만이, 라인 추적들(402)이 라인 추적 연관 처리에 관여하는 것이 허용된다. 변조 라인 테스트 기능(404)은 라인 추적들(402)의 라인 추적이 블레이드 변조 라인에 의해 생성되었는지를 판정하고, 그러하다면, 라인 추적 연관에의 이의 사용을 방지하도록 결정한다. 블레이드 변조 라인은 항공기 혹은 차량의 회전자 블레이드에 연관될 수도 있고, 이 기술에 숙련된 자에게 알려질 수 있다. 변조 라인 테스트 기능(402)은 일체화된 도플러 및 지연차로부터 얻어진 델타-지연 시계열 이력을 참조한다. 라인 추적들(402) 중 라인 추적이 몸체의 움직임에 기인하여 도플러에 대한 도플러 시프트로 특징지워지는 변조 라인이라면, 두 델타-지연 시퀀스들 간의 차이는 선형의 런오프, 혹은 슬로프로 전개될 수도 있다. 슬로프를 검출함으로써, 블레이드 변조 라인 추적이 식별되고 다른 라인 추적 연관 동작들로부터 제거될 수도 있다.
버퍼(406)는 변조 라인 테스트 후에 라인 추적들(402)의 검출 레포트들을 버퍼해 둘 수 있다. 버퍼(406)는 각각의 고유 라인 추적마다 연관된 검출 레포트들에 대해 선입 선출의 버퍼인 것이 바람직하다. 버퍼(406)는 최소 수의 검출 레포트들, 즉 NBF가 버퍼(406)에 누적되었을 때, 상관되는 검출 레포트들에 대한 라인 추적을 "라인 추적 연관에 사용할 수 있는 것"으로서 표시해 둘 수도 있다. 연이은 라인 추적 연관 동작들에서, 라인 추적 연관 기능(400)은 표시가 된 이들 라인 추적들을 다름 처리에 고려할 수도 있다. 버퍼(406)의 큐의 크기는 NBF와는 관계없을 수 있으나, 이 크기는 NEF 이상일 수도 있다. 버퍼(406)의 큐 내의 라인 추적들(402)의 모든 검출은 후술하는 바와 같이, 라인 추적 연관 기능(400)의 스코어 계산에 사용될 수 있다. 텔레비전 신호들에 있어서, 바라직한 버퍼 크기는 1.5NBF 이다.
라인 추적들(402)의 검출 레포트들은 라인 추적 상태가 큐 내에 1-3이면 버퍼(406)에 부가될 수도 있다. 라인 추적 상태는 특정한 라인 추적에 상관되는 버퍼(406) 내 검출 레포트들의 수에 상관한다. 라인 추적 상태(4)에 도달하였을 때, 라인 추적 종료가 정해진다. 버퍼(406)는 어떤 현재의 활성 타겟 추적과의 연관을 제거하고, 다른 라인 추적 연관 동작들을 위해 버퍼(406)로부터 라인 추적을 제거한 결과로서 타겟 추적에 남아있는 연관된 라인 추적들이 없다면 대응하는 타겟 추적 상태를 "코스트" 상태로 설정하도록 어떤 하우스키핑 동작들을 수행한다.
변조 테스트 및 버퍼링한 후에, 라인 추적 연관 기능(400)은 명시된 후보 연관 조합들("CAC")을 고려할 수 있다. 예를 들면, 3가지 유형의 CAC들이 있을 수 있다. 제1 CAC는 라인 추적 j을 가진 현재의 추적 I, 즉 TL(I, j)일 수 있다. 제2 CAC는 라인 트래픽 I 및 J, 즉 LL(I, j)로부터의 새로운 추적일 수 있다. 제3 CAC는 라인 추적 I. 혹은 L(i)로부터의 새로운 추적일 수 있다. 라인 추적 연관 기능(400) 내에서의 처리는 라인 추적 연관에 사용할 수 있는 것으로서 표기가 되어 있으나 현재 타겟 추적에 할당되지 않은, 혹은 결코 어떠한 다른 라인 추적 할당도 가져 본적 없고 현재의 검출 레포트를 가진 타겟 추적에 할당된 라인 추적들로 제한된다. 또한, 라인 추적 연관 동작들은 이를테면 텔레비전 일루미네이터에 링크들과 같은, TDOA 측정들을 갖는 링크로부터 TL(I, j) 유형으로 비할당 라인 추적들로 제한될 수도 있다. 라인 추적 처리는 라인 추적 연관 기능(400) 내의 기능들을 최적화하는 것으로 제한될 수도 있다. 그러나, 이들 제한들은 구현되지 않을 수도 있고, 모든 라인 추적들은 라인 추적 연관 처리에 고려될 수도 있다. 또한, 추가된 혹은 다른 제한들은 추적 연관 동작들을 최적화하기 위해 라인 추적들에 적용할 수도 있다.
3개의 통과들은 라인 추적 연관 기능(400)을 통해 수행될 수도 있다. 이들 "통과"들은 미할당 FM 라인 추적들을 사용하여 게이팅, 스코어링, 및 할당 알고리즘들을 포함할 수 있다. 제1 통과에서, TL(I, j) 조합들이 처리될 수도 있다. 이 통과의 끝에서, 다음 고찰로부터 이 통과시 할당이 되었던 이들 라인 추적들은 제거될 수도 있다. 제2 통과에서, LL(i, j) 조합들은 라인 추적 연관 기능(400)에 의해 처리될 수도 있다. 이 통과의 끝에서, 다음 고찰로부터 이 통과시 할당이 되었던 이들 라인 추적들이 제거될 수도 있다. 제3 통과에서, 나머지 L(i) CAC들이 처리될 수도 있다. 새로이 갱신된 TL(I, j) 조합들을 처리하기 위해서, 그러나 현재는 이를테면 텔레비전 일루미네이터에 상관된 것들과 같은, TDOA 측정들이 없는 미할당 라인 추적들을 고려하여 제4 통과가 행해질 수도 있다. 라인 추적 연관 함수(400) 내 게이팅, 스코어링, 할당, 및 새로운 추적 초기화 알고리즘에 대해 이하 상세히 기술한다.
텔레비전 진동수 라인 추적 가설 기능(408)은, 복수의 텔레비전 일루미네이터가 채널로 식별되었을 때는 언제나 텔레비전 라디오-진동수 채널로부터 진동수 라인 추적에 연관된 일루미네이터가 모호한 것으로 취해지는 라인 추적들을 해결할 수 있다. 이러한 시나리오를 처리하기 위해서, 각 진동수 라인 추적은 식별된 텔레비전 일루미네이터 각각에 대한 일루미네이터 가설에 연관될 수 있다. 모호성은 특정의 일루미네이터 하의 라인 추적이 현존 타겟에 성공적으로 연관하게 되었을 때 해결된 것으로 가정된다. 바람직하게, TL(I, j) 조합들만을 고려한다. 이것이 일어났을 때, 송신기 식별 분야는 라인 추적에 연관된 모든 검출 레포트들을 갱신할 수도 있다.
범위 레이트 측정들은 가설에 연관된 일루미네이터의 위치 및 캐리어 진동수에 이 가설이 의존하기 때문에 각 가설마다 구성될 수 있다. 구성은 다음과 같을 수 있다. n=(tid, rid)를 송신기 노드 "tid" 및 수신기 노드 "rid"를 참조하는 라 인 인덱스인 것으로 한다. 가설 n 하에서 시간 tk에서 타겟(Ti) 및 텔레비전 진동수 라인 추적(Lj)과 같이 특정의 TL(I, j)를 고려할 수 있다. 이러한 가설에 대해서, 라인 추적에 대한 구성된 범위 레이트 측정 및 타겟에 대한 예측된 범위 레이트 측정은 다음과 같이 주어질 수 있다.
Figure 112003041611684-pct00020
여기서, (fr)j)는 라인 추적 j로부터 상대적 진동수 측정이고, (fr,c)n은 가설 n 하의 캐리어의 상대적 진동수이고, XX는 타겟 "I"에 대한 속도 벡터이고,
Figure 112006058213605-pct00117
는 가설 n 하에 타겟(I)에 연관된 바이스태픽 벡터이다. 바이스태픽 벡터
Figure 112006058213605-pct00118
은 수신기 대 타겟 및 일루미네이터 대 타겟으로부터 가리키는 단위 벡터의 함으로써 정의될 수 있다. 이 가설은 연관된 캐리어 라인 추적이 캐리어에 대한 상대적 진동수 측정을 갖는 것을 요할 수 있다. 나머지 측정은
Figure 112006058213605-pct00023
으로서 정의될 수 있다. 게이팅 테스트들은 이 나머지 측정 및 후술되는 이의 연관된 공분산 매트릭스 S에 적용될 수 있다.
게이트들(410)은 다음 처리로부터 없을 것 같은 CAC들을 제거하기 위해서 스코어링하기에 앞서 적용될 수도 있다. 게이트들(410)은 라인 추적 연관 기능(400)에의 처리 부담을 경감시키려고 한다. 게이트들(410) 중 게이트하지 못한 어떤 CAC이든 처리 효율을 증가시키고 외래 라인 추적 처리를 감소시키기 위해서 최초의 기회에서 제거될 수도 있다. 게이트들(410)은 사전 스코어링 게이트들로서 알려질 수도 있다. 게이트들(410)은 CAC 내 어떤 링크로부터 많아야 하나의 라인 추적을 허용하는 라인 게이트를 포함할 수 있다. 게이트들(410) 중 링크 게이트는 라인 추적 연관 동작들의 현재의 통과시 다른 처리로부터 공통의 링크로부터 복수의 라인 추적들을 갖는 CAC들을 제거할 수도 있다.
게이트들(410)은 TL(I, j) 통과들에 대해 정규화된 일신 제곱 게이트를 적용하는 정규화된 일신 제곱 게이트를 포함할 수 있다. 게이트들(410) 중 정규화된 일신 제곱 게이트는 T(i)의 2차원 상태 벡터 및 공분산과 라인 추적들을 통과시키는 계산에서 L(j)에 대한 버퍼된 검출 레포트들 내 측정 데이터를 이용할 수 있다. 게이트들(410) 중 정규화된 일신 제곱 게이트는 라인 추적들을 평가함에 있어 다음의 단계들을 포함할 수 있다. 먼저, 도플러 잔여, 혹은 y, 및 도플러 편미분, 혹은 H를 전술한 바와 같이 라인 추적을 위해 계산할 수 있다. 다음에, 측정 예측된 공분산 매트릭스(S)를 다음과 같이 계산할 수 있다.
Figure 112003041611684-pct00024
여기서
Figure 112006058213605-pct00025
는 현존 타겟으로부터 선험 2차원 상태 공분산이고, H는 라인 추적에 대한 측정 편미분 매트릭스이고, R은 라인 추적에 대한 측정 잡음 매트릭스이다. 다음에, 정규화된 혁신 제곱 ε를 계산하고 다음의 게이팅 기준을 적용한다.
Figure 112003041611684-pct00026
여기서
Figure 112006058213605-pct00119
는 관계된 측정 유형을 게이팅하는데 사용할 시그마들의 구성가능한 수일 수 있다. 이들 단계들은 시간 지연 도플러 시프트, 및 조망 밖 각도를 사용할 수 있다면 이들에 대해 반복될 수 있다.
게이트들(410)은 2차원 위치 웨지 게이트를 포함할 수 있다. 게이트들(410)의 2차원 위치 웨지 게이트는 바이스태틱 범위 및 조망 밖 측정을 갖는 LL(I, j) 조합들에 적용될 수 있다. 웨지 게이트 공과 기준은 다음과 같을 수 있다.
Figure 112003041611684-pct00027
여기서 세타는 콘 도착 각 측정이고, R은 소산된 신호 타겟 대 수신기의 범위이고, Rd는 일루미네이터에서 타겟까지의 직로이고, 감마는 수신기 대 타겟과 수신기 대 일루미네이터 레이들 간 각도이며, rb는 바이스태틱 범위 측정이다. 게이트들(410)의 게이팅 테스트들은 라인 추적들인 L(i) 및 L(j)에 공통인 시간간격에 걸친 바이스태픽 범위 및 각 측정의 평균을 사용할 수 있다.
게이트들(410)을 적용한 후에, 스코어링 및 추적 초기화 기능(412)은 배치(batch) 비선형 최소 제곱("NLS") 연산을 사용하여 2차원 타겟 추적들을 초기화하고 배치 적합에 근거하여 스코어를 계산한다. 스코어링 및 추적 초기화 기능(412)은 실현가능한 모듈일 수 있다. 스코어링 및 추적 초기화 기능(412)의 동작들은 하나 이상의 라인 추적들로부터 버퍼된 검출 레포트들에 근거하여 초기 상태 벡터 및 공분산 매트릭스를 평가한다. 스코어링 및 추적 초기화 기능(412)은 2가지 서비스들을 수행할 수 있다. 스코어링 및 추적 초기화 기능(412)은 CAC들에 대한 스코어들을 계산하고 또한 추적 초기화 데이터를 제공한다. 추적 초기화 데이터는 새로운 추적들이 형성되되거나 이전의 추적들이 재초기화될 때 사용될 수 있다.
스코어링 및 추적 초기화 기능(412)은 현존 타겟 추적에 텔레비전 라인 추적들의 제안된 연관에 대해 스코어 "s"을 계산하기 위해 NLS 배치 추정기(414)를 포함한다. NLS 배치 추정기(414)는 하나 이상의 라인 추적들의 버퍼(406)에 검출 레포트들로부터 측정들에 대한 타겟 상태 및 상태 공분산을 계산한다. 이들 계산들은 c적 필터링 기능(330)에 보내질 수 있다. NLS 배치 추정기(414)는 또한 NLS 알고리즘을 사용하여 스코어를 계산한다. 바람직하게, NLS 배치 추정기(414)는 스코어링 및 추적 초기화 기능(412) 내에 포함된다. 스코어링 및 추적 초기화 기능(412) 및 NLS 배치 추정기(414)의 동작 및 기능을 도 6을 참조하여 이하 상세히 설명한다.
스코어링한 후에, 게이트들(416)이 적용될 수 있다. 게이트들(416)은 사후 스코어링 게이트들로서 알려질 수 있다. 사후 스코어링 게이트들은 사용자에 의해 공급된 임계치에 대해 정규화된 카이-제곱 스코어를 테스트할 수 있다. 게이트들(416)은 게이트 기준, 혹은 s ≤εncs에 어긋나는 스코어를 갖는 CAC들을 폐기시킨다. 게이트들(416)의 제2 테스트는 현존 타겟 추적에 텔레비전 라인 추적의 근사를 고려할 수 있다. 이 테스트는 평균 제곱 거리가 구성가능한 RMS 연관 게이트의 제곱보다 작다면, 즉
Figure 112006058213605-pct00028
이면 성공적일 수 있다. 이 테스트가 실패되면, 적합은 중지되고 제안된 연관은 거절될 수 있다. 이에 따라, 게이트들(416) 사용자에 의해 명시된 스코어링 기준에 맞지 않는 라인 추적 연관들을 제거함으로써 라인 추적 연관 기능(400)의 라인 추적 연관 동작들을 또한 최적화할 수 있다.
스코어링에서 싱글 링크의 새로운 타겟의 초기화 및 추적 초기화 기능(412) 후에, 추적 초기화 체크 기능(418)은 정규화된 카이-제곱 스코어가 s≤εNCS_SNGL의 관계식을 만족하는지 체크할 수 있다. 체크가 실패되면, 새로운 타겟 추적을 삭제하고 이의 연관된 라인 추적을 다음 코히런트 처리 간격에서 초기화를 시도할 수 있게 통과시킨다. 한 링크에서 두 FM 링크들로 상태 재초기화에 있어, 초기화 체크 기능(418)은 속도 및 가속도 크기들이 다음의 관계식을 만족하게 할 수 있다.
Figure 112003041611684-pct00029
여기서
Figure 112006058213605-pct00030
는 타겟 상태 해의 2차원 혹은 3차원 속도 벡터이고,
Figure 112006058213605-pct00031
= 타겟 상태 해의 2차원 혹은 3차원 가속도 벡터이고,
Figure 112006058213605-pct00120
는 각각 타겟 속도 및 가속도 임계치들이다. 초기화 체크 기능(418)의 어느 체크이든 실패되면, 새로운 타겟 추적은 삭제될 수 있고 연관된 라인 추적은 통과시켜 다음 코히런트 처리 간격 갱신에서 초기화를 시도할 수 있게 할 수도 있다.
라인 추적 할당 기능(420)은 순차적으로 유형에 의해서, CAC들에 할당 알고리즘을 적용할 수 있다. 바람직하게, 다음 순서, 즉 TL(I, j), LL(I, j) 및 L(i) 가 구현될 수 있다. CAC 리스트는 게이트들(410) 및 게이트들(416)과 같은 모든 게이트들을 통과시켰던 것들을 포함한다. 알고리즘은 후술되는 순서를 가질 수 있다. 먼저, 라인 추적 할당 기능(420)은 초기화 체크 기능(418)으로부터 받아들여지는 CAC의 목록 내 가장 낮은 스코어를 가진 CAC가 지시하는 할당을 행할 수 있다. 두 번째, 라인 추적 할당 기능(420)은 위에 할당된 하나 이상의 라인 추적들을 이용하거나, 위에서 수행된 새로운 할당으로 인하 링크 게이트를 위반하게 되는 CAC들 목록 중에서 제거할 수 있다. 세 번째, 링크 추적 할당 기능(420)은 리스트 내 모든 라인 추적들이 할당될 때까지 제 1 및 제 2 개시된 단계들을 반복할 수 있다. 할당된 라인 추적들(424)을 생성할 때 이들 단계들을 실행에 바람직한 순서가 행해질 수 있다. 이에 따라, 할당된 라인 추적들(424)은 라인 추적 연관 기능(400)으로부터 출력될 수 있다.
따라서, 요약하여, 라인 추적 연관 기능(400)은 CAC들을 사용함으로써 라인 추적을 게이트, 스코어, 및 할당한다. 게이팅 동작들은 불필요한 처리 혹은 에러들로 될 수도 있는 라인 트래픽들 제거하기 위한 것이다. 라인 추적 연관 기능(400)은 NLS 배치 추정기(414)를 사용하여 각각의 CAC를 스코어한다. 스코어들을 사용하여, 라인 추적 연관 기능(400)은 라인 추적들을 적합하게 할당한다. 바람직하게, 가장 낮은 스코어를 가진 CAC가 먼저 할당된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 라인 추적 연관 동작에 앞선 라인 추적들을 전 처리하는 흐름도이다. 단계 502는 변조 라인 테스트를 수행함으로써 실행한다. 이 단계는 정밀조사 중의 라인 추적이 이를테면 프로펠러와 같은 블레이드 변조 라 인에 의해 발생된 것인지 여부를 판정한다. 테스트는 일체화된 도플러 및 지연 차로부터 얻어진 델타 지연 시계열 이력이 선형 런오프로 전개될 것인지를 판정한다. 단계 504는 전술한 바와 같이, 블레이드 변조 라인에 의해 라인 추적이 발생되는 것인지를 판정함으로써 실행한다. 그러하다면, 단계 506은 라인 추적을 제거함으로써 실행한다. 그러하다면, 단계 508은 선입선출 큐에 라인 추적에 대한 검출 레포트들을 버퍼링함으로써 실행한다. 단계 510은 추적 연관 동작에 사용할 수 있는 버퍼 내에 라인 추적을 표시해 둠으로써 실행한다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 라인 추적 연관 동작에 대한 흐름도이다. 도 6을 참조로 개시된 동작 및 단계들은 도 4에 개시된 특징들에 상관할 수 있다. 단계 602는 연관 동작들에 적합한 라인 추적들을 선택함으로써 실행한다. 라인 추적들은 이를테면 버퍼(406)와 같은 버퍼를 통과한 후에 라인 추적 연관에 사용한 것으로서 표시가 될 수 있다. 바람직하게 라인 추적 연관에 사용할 수 있는 것으로서 표시가 된 라인 추적들은 이를테면 변조 라인 테스트와 같은 명시된 기준을 충족하고 있다. 다른 기준은 타겟 추적에 할당되지 않는 것을 포함하거나 어떤 다른 추적 할당들도 갖지 않는 타겟 추적에 할당되고 있다. 또 다른 가능한 기준은 라인 추적이 현 검출 레포트를 갖는 것일 수도 있다.
단계 604는 아무 TDOA 측정들로 갖고 있지 않는 이들 미할당 라인 추적들을 TL(I, j) CAC로 제약함으로써 실행한다. TDOA 측정이 없는 라인 추적들은 텔레비전 일루미네이터들과의 링크일 수도 있다. 단계 606은 복수의 가능한 텔레비전 일루미네이터를 확인한 채널들용의 일루미네이터 가설 동작들을 수행함으로써 실행한 다. 이 단계에서 수행된 기능들을, 위의 도 4의 텔레비전 진동수 라인 추적 가설 기능(408)을 참조로 상세히 기술하도록 하겠다.
단계 608은 라인 추적 연관 동작들에 대해 TL(I, j) CAC들을 선택함으로써 실행한다. TL(I, j) CAC들은 현재의 추적(i)이 라인 추적(J)에 조합되는 조합들에 상관한다. 단계 610-620에서, TL(i, j) CAC들은 후술하는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따라 처리될 수도 있다. 단계 610은 라인 추적들에 사전 스코어링 게이트들을 적용함으로써 실행한다. 도 4에서, 게이트들(410)이 적용되고, 라인 게이트, 정규화된 일신 제곱 게이트, 2차원 위치 웨지 게이트, 등을 포함할 수 있다. 라인 추적들은 이들이 게이트의 기준을 통과하지 못한다면 다른 고찰로부터 제거될 수도 있다.
단계 612는 배치 NLS 동작을 실행하여 타겟 추적들을 초기화함으로써 실행한다. 추적 초기화는 이 단계에 의해 제공될 수도 있다. 추적 초기화 데이터는 새로운 추적이 형성될 때 혹은 이전 추적들이 재초기화될 때 사용될 수 있다. 단계 614는 초기화된 타겟 추적들의 배치 적합에 근거하여 스코어를 계산함으로써 실행한다. 초기 상태 벡터 및 공분산 매트릭스는 하나 이상의 라인 추적들로부터 버퍼된 검출 레포트들에 근거하여 추정될 수도 있다. 스코어 계산 동작들을 이하 상세히 기술한다.
단계 616은 게이트들(416)과 같이, 스코어된 CAC들에 사후 스코어 게이트들을 적용함으로써 실행한다. 사후 스코어 게이트들은 스코어 기준에 안 맞는 CAC들을 제거할 수 있다. 단계 618은 CAC 스코어들에 근거하여 라인 추적들을 할당함으 로써 실행한다. 전술한 바와 같이, 바람직한 순서는 CAC들 중에서 구현될 수도 있다. 개시된 실시예들에 따라, 이 단계는 TL(i, j) 조합들을 고려한다. 가장 낮은 스코어를 가진 TL(i, j) CAC가 할당된다. 바람직하게, 모든 게이트들을 통과한 CAC들만이 고려된다. 단계 620은 단계 618에서 할당된 하나 이상의 라인 추적들을 이용하는 CAC들을 제거함으로써 실행한다. 단계 618 및 단계 620은 모든 TL(i, j) 조합들일 할당될 때까지 반복될 수도 있다.
단계 622는 라인 추적 연관 동작들을 위해 LL(i, j) CAC들을 선택함으로써 실행한다. LL(i, j)는 새로운 타겟 추적이 라인 추적들(I 및 j)로부터 확립되는 조합들에 상관시킨다. 단계들 624-634에서, LL(i, j) CAC들은 후술하는 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따라 처리될 수도 있다. 단계 624는 라인 추적들에 사전 스코어 게이트들을 적용함으로써 실행한다. 도 4에서, 게이트들(410)이 적용되고, 라인 게이트, 정규화된 일신 제곱 게이트, 2차원 위치 웨지 게이트, 등을 포함할 수 있다. 라인 추적들은 이들이 게이트 기준을 통과하지 못하였다면 다음 고찰로부터 제거될 수도 있다.
단계 626은 배치 NLS 동작을 사용하여 타겟 추적들을 초기화함으로써 실행한다. 추적 초기화 데이터는 이 단계에 의해 제공될 수도 있다. 추적 초기화 데이터는 새로운 추적이 형성되거나 이전 추적들이 재초기화될 때 사용될 수 있다. 단계 628은 초기화된 타겟 추적들의 배치 적합에 근거하여 스코어를 계산함으로써 실행한다. 초기 상태 벡터 및 공분산 매트릭스는 하나 이상의 라인 추적들로부터 버퍼된 검출 레포트들에 근거하여 추정될 수 있다.
단계 630은 게이트들(416)과 같이, 스코어된 CAC들에 사후 스코어 게이트들을 적용함으로써 실행한다. 사후 스코어 게이트들은 스코어 기준에 안 맞는 CAC들을 제거할 수 있다. 단계 632는 CAC 스코어들에 근거하여 라인 추적들을 할당함으로써 실행한다. 전술한 바와 같이, 바람직한 순서는 CAC들 중에서 구현될 수도 있다. 개시된 실시예들에 따라, 이 단계는 LL(i, j) 조합들을 고려한다. 가장 낮은 스코어를 가진 LL(i, j) CAC가 할당된다. 바람직하게, 모든 게이트들을 통과한 CAC들만이 고려된다. 단계 634는 단계 632에서 할당된 하나 이상의 라인 추적들을 이용하는 CAC들을 제거함으로써 실행한다. 단계 632 및 단계 634는 모든 TL(i, j) 조합들이 할당될 때까지 반복될 수도 있다.
단계 636은 새로운 타겟 추적(i)이 라인 추적(i)으로부터 확정되는 조합들에 상관시킨다. 단계 638 내지 단계 648에서, L(i) CAC들은 본 발명의 개시된 실시예에 따라 처리될 수 있다. 단계 638은 라인 추적들에 사전 스코어 게이트들을 적용함으로써 실행한다. 도 4에서, 게이트들(410)이 적용되며, 라인 게이트, 정규화된 일신 제곱 게이트, 2차원 위치 웨지 게이트, 등을 포함할 수 있다. 라인 추적들은 이들이 게이트의 기준을 통과하지 않는다면 다른 고찰로부터 제거될 수 있다.
단계 640은 배치 NLS 동작을 사용하여 타겟 추적들을 초기화함으로써 실행한다. 추적 초기화 데이터는 이 단계에 의해 제공될 수도 있다. 추적 초기화 데이터는 새로운 추적이 형성되거나 혹은 이전 추적들이 재초기화될 때 사용될 수 있다. 단계 642는 초기화된 타겟 추적들의 배치 적합에 근거하여 스코어를 계산함으로써 실행한다. 초기 상태 벡터 및 공분산 매트릭스는 하나 이상의 라인 추적들로 부터 버퍼된 검출 레포트들에 근거하여 추정될 수 있다.
단계 644는 게이트들(416)과 같이, 스코어된 CAC들에 사후 스코어 게이트들을 적용함으로써 실행한다. 사후 스코어 게이트들은 스코어 기준에 안 맞는 CAC들을 제거할 수 있다. 단계 646은 CAC 스코어들에 근거하여 라인 추적들을 할당함으로써 실행한다. 전술한 바와 같이, 바람직한 순서는 CAC들 중에서 구현될 수도 있다. 개시된 실시예들에 따라, 이 단계는 LL(i) 조합들을 고려한다. 가장 낮은 스코어를 가진 LL(i) CAC가 할당된다. 바람직하게, 모든 게이트들을 통과한 CAC들만이 고려된다. 단계 640은 단계 646에서 할당된 하나 이상의 라인 추적들을 이용하는 CAC들을 제거함으로써 실행한다. 단계 646 및 단계 648은 모든 L(i) 조합들이 할당될 때까지 반복될 수도 있다.
단계 650은 단계 604에서 제약되었던 TL(i, j) 조합들을 갱신함으로써 실행한다. 이들 조합들은 텔레비전 일루미네이터와의 링크들과 같은, TDOA 측정들이 없는 링크들로부터 라인 추적들에 상관시킨다. CAC들이 갱신되면, 이들은 라인 추적 연관 동작들에 적합할 수 있다. 단계들 652-660에서, 갱신된 TL(i, j) CAC들은 후술하는 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따라 처리될 수 있다. 따라서, 단계 652는 라인 추적들에 사전 스코어 게이트들을 적용함으로써 실행한다. 도 4에서, 게이트들(410)이 적용되며, 라인 게이트, 정규화된 일신 제곱 게이트, 2차원 위치 웨지 게이트, 등을 포함한다. 라인 추적들은 게이트 기준을 통과하지 못한다면 다른 고려에서 제거될 수 있다.
단계 654는 배치 NLS 동작을 사용하여 타겟 추적들을 초기화함으로써 실행한다. 추적 초기화 데이터는 이 단계에 의해 제공될 수도 있다. 추적 초기화 데이터는 새로운 추적이 형성되거나 혹은 이전 추적들이 재초기화될 때 사용될 수 있다. 단계 656은 초기화된 타겟 추적들의 배치 적합에 근거하여 스코어를 계산함으로써 실행한다. 초기 상태 벡터 및 공분산 매트릭스는 하나 이상의 라인 추적들로부터 버퍼된 검출 레포트들에 근거하여 추정될 수 있다.
단계 658은 게이트들(416)과 같이, 스코어된 CAC들에 사후 스코어 게이트들을 적용함으로써 실행한다. 사후 스코어 게이트들은 스코어 기준에 안 맞는 CAC들을 제거할 수 있다. 단계 660은 CAC 스코어들에 근거하여 라인 추적들을 할당함으로써 실행한다. 전술한 바와 같이, 바람직한 순서는 CAC들 중에서 구현될 수도 있다. 개시된 실시예들에 따라, 이 단계는 TL(i, j) 조합들을 고려한다. 가장 낮은 스코어를 가진 TL(i, j) CAC가 할당된다. 바람직하게, 모든 게이트들을 통과한 CAC들만이 고려된다. 단계 660은 모든 나머지 조합들이 할당될 때까지 반복될 수도 있다.
도 6이 명시된 순서로 개시되었어도, 본 발명의 실시예들은 바람직한 실시예에 의해 한정되지 않는다. 게이트들을 적용하는 것, 초기화, 스코어 단계들은 바람직한 순서에 따라 실행되는 할당 단계들과 동시에 실행될 수도 있다. 또한, CAC들이 할당되면, 바람직하게 CAC들은 다음 타겟 추적 연관 고찰로부터 제거된다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 타켓 추적들을 초기화 및 스코어링하는 흐름도를 도시한 것이다. 단계 702는 스코어 동작을 수행하는 NLS 배치 추정기를 동작시킴으로써 실행한다. 단계 704는 현존의 타겟 추적에 텔레비전 라인 추적을 연관시키기 위해 메트릭(metric)을 삽입시킴으로써 실행한다. 바람직하게, 추가 동작들은 텔레비전 라인 추적을 현존의 타겟 추적을 연관시킬 때 스코어링하기 위해 실행될 수 있다. 현존의 타겟 추적에 텔레비전 라인 추적의 제안된 연관을 위해 스코어 "s"을 계산하기 위해 NLS 배치 추정기(414)와 같은 NLS 배치 추정기에 질의할 때에, 추가 메트릭이 구현될 수도 있다. 메트릭은 스코어를 계산하기 위해 NLS 적합을 수행하기에 앞서 평균 제곱 나머지를 통해 현존 타겟 추적에의 텔레비전 라인 추적의 근사를 나타낸다. 평균 제곱 거리는 다음에 의해 계산될 수 있다.
Figure 112003041611684-pct00032
여기서 K2는 고찰 중의 텔레비전 라인 추적에 속하는 한 세트의 인덱스 측정들이고, n2는 K2에서 측정 수이다. 거리는 제1 반복에 앞서 NLS 배치 적합에서 앞서 계산된 정규화된 나머지 yk를 사용하여 계산된다.
단계 706은 리트레이스 제거 동작을 수행함으로써 실행한다. 라인 추적을 행한 기간이 임계치 ηage보다 크고, 진동수 레이트(Sv)가 임계치 ηv보다 작고 Hz/sec 단위들일 때, 라인 추적은 리트레이스 라인인 것으로 간주될 수 있고 쓸모 없는 것으로서 플래그된다. 리트레이스 제거 분석을 위한 값들은 다음 식에 의해 계산될 수 있다.
Figure 112003041611684-pct00033
Δv=Δ(연속한 진동수 측정들)
Δt=연속 진동수 측정들의 시간 스텝
단계 708은 NLS 알고리즘을 시드(seed) 처리함으로써 실행한다. NLS 알고리즘은 타겟 상태 및 상태 공분산의 초기 시드(seed)를 원할 수 있는 반복 처리이다. 타겟 위치의 초기 시드는 배치 내 제 1 검출을 사용한 관측-상태 매핑에 의해 계산된 포인트일 수 있다. 초기 속도 및 가속도는 0으로 설정된다. 타겟 상태 공분산의 초기 시드는 초기 위치, 속도, 및 가속도 표준편차, 또는
Figure 112006058213605-pct00121
,
Figure 112006058213605-pct00122
, 및
Figure 112006058213605-pct00123
를 명시하는 한 세트의 구성 파라미터들로부터 도출될 수 있다. 이들 관계는 다음과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112003041611684-pct00037
여기서 td = 시간지연 측정(sec)이고, θob=콘 각 측정-(π/2)(라디안의 보어사이트에 대한 타겟 방위각에 근사한), 및 θbs = 보어사이트 방위각은 라디안이다.
전술한 바와 같이, 하나 이상의 라인 추적들의 버퍼 내 검출 레포트들로부터 측정을 위해 타겟 상태 및 공분산을 계산하기 위해 NLS 배치 추정기가 사용된다. 단계 710은 측정 나머지들 및 편미분들을 계산함으로써 실행한다. 이러한 검출에 있어서, 측정 나머지 및 편미분들은 다음에 의해 계산될 수 있다.
Figure 112003041611684-pct00038
여기서 Yk는 실제 측정이고, Gk는 계산된 측정일 수 있고,
Figure 112003041611684-pct00039
은 위에 나타낸 편미분 표현식일 수 있다.
단계 712는 편미분 정보를 매핑 및 스케일링함으로써 실행한다. 편미분 정보는
Figure 112003041611684-pct00040
을 사용하여 최종의 코히런트 처리 간격에 다시 매핑될 수 있고, 측정 표준편차에 따라
Figure 112003041611684-pct00041
으로서 스케일된다.
단계 714는 측정 나머지들 및 편미분들을 누산함으로써 실행한다. 측정 나머지들 및 편미분들은 이를테면,
Figure 112003041611684-pct00042
과 같은 한 세트의 정규 식들로 누산된다.
단계 716은 타겟 상태에 대한 정정을 위한 선형 시스템을 해결함으로써 실행한다. 타겟 상태에 대한 정정은 선형 시스템
Figure 112003041611684-pct00043
을 해결함으로써 계산될 수 있고, 여기서 매트릭스 M-1은 현재 반복에 대해 계산된 상태 공분산이다.
추정의 수렴은 평균제곱근("RMS"), 선형예측 평균제곱근("LPRMS") 및 상대 평균제곱근("RRMS")을 계산함으로써 결정될 수 있다. 다음 단계들은 위의 값들의 계산에서 바람직한 실시예를 개시한다. 단계 718은 실제 측정 나머지와 예측 측정 나머지 간의 RMS를 계산함으로써 실행한다. RMS는 실체 측정 나머지와 예측 측정 나머지 간의 평균 제곱 에러들의 제곱근이며 다음과 같이 계산될 수 있다.
Figure 112003041611684-pct00044
단계 720은 LPRMS를 계산함으로써 실행한다. 선형 예측 RMS는 상태 갱신을 적용한 후의 RMS의 추정일 수 있다. LPRMS는 다음 식에 따라 계산될 수 있다.
Figure 112003041611684-pct00045
단계 722는 RRMS를 계산함으로써 실행한다. 상대적 RMS는
Figure 112003041611684-pct00046
에 따라 사용자가 명시한 임계치에 대해 계산되고 테스트될 수 있다.
해가 수렴하지 않았다면, 상태 갱신은 초기 상태에 부가될 수 있고 처리는 해가 수렴하거나 최대 수의 반복, IBF에 도달할 때까지 반복된다.
단계 724는
Figure 112003041611684-pct00047
에 따라 스코어를 계산함으로써 실행한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 라인 추적들을 할당하는 흐름도이다. 전술한 바와 같이, 스코어 후에, 특정의 순서에 따라, 스코어된 라인 추적들을 할당하는 처리가 행해진다. 단계 802는 스코어된 CAC 리스트를 수신함으로써 실행한다. CAC들 및 라인 추적들은 할당될 모든 게이트들 및 기준을 통과하였다. 단계 804는 가장 낮은 스코어를 가진 CAC를 타겟 추적에 할당함으로써 실행한다. 단계 806은 단계 804로부터 할당된 CAC에 관계된 고찰로부터 적합한 CAC들을 제거함으로써 실행한다. 단계 808은 모든 라인 추적들이 할당되는지 판정함으로써 실행한다. 그렇지 않다면, 처리는 다음 가장 낮은 스코어의 CAC를 할당하기 위해 단계 804로 돌아간다. 그러하다면, 단계 810은 추적 필터링 동작들을 위한 할당된 라인 추적들의 리스트를 모음으로써 실행한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 추적 필터링 기능을 도시한 것이다. 도 9는 도 3의 추적 연관 기능(330)에 상관시키는 라인 추적 연관 기능(800)을 도시한 것이다. 추적 필터링 기능(900)은 추적 필터링 기능(330)의 바람직한 실시예를 개시한 것이다. 그러나, 추적 필터링 기능(330)은 도 9에 도시한 실시예들로 한정되 지 않는다. 추적 필터링 기능(900)은 2차원으로, 모든 조건이 충족된다면, 3차원으로 각 타겟의 위치, 속도, 및 가속도를 추적하기 위해 확장 칼만 필터를 활용할 수 있다. 필터의 초기 상태 및 공분산은 전술한 라인 추적 연관 처리에서 초기화된다. 필터 추적은 측정들을 포함시키는 각 추적을 전파시킬 수 있고, 유효하게 남아있을 수 있게 라인 추적 연관을 감시한다.
검출 레포트들(902)은 추적 필터링 기능(900)에서 수신된다. 검출 레포트들(902)은 검출 레포트들(302)에 상관시킬 수도 있다. 영외 편집 기능(904)은 검출 레포트(902)로부터 측정 데이터가 추적과 통계적으로 일치하고 테스트에 실패한 검출 레포트들을 무시하는 것이 확실하게 되도록 이들 측정 데이터를 테스트한다. 영외 편집 기능(904)는 정규화된 일신, 혹은 선험 측정 나머지들을 계산하고, 그 결과를 카이-제곱 분산 임계치와 비교함으로써 이용될 수 있다. 임계치가 초과되면, 검출 레포트 데이터는 폐기될 수 있다.
칼만 필터(906)는 검출 레포트들(902)로부터 순차적인 스트림으로부터 상태 및 상태 공분산에 대한 정정을 계산할 수 있다. 외삽 타겟 상태 및 상태 공분산부터 시작하여, 칼만 필터(906) 내 알고리즘은 현 코히런트 처리 간격으로부터 측정 정보를 사용하여 상태 갱신들을 계산한다. 필터링 처리는 예측단계 및 갱신단계을 요할 수 있다. 예측단계는 측정 나머지들 및 편미분들의 계산을 요할 수도 있다. 필터링 동작들을 이하 상세히 기술한다.
타겟 추적 처리 시스템(300)에 의해서 타겟들은 타겟에 연관된 마지막 라인 추적이 끝난 후의 시간기간동안 코스트(coast)할 수 있다. 결국, 연관된 타겟들, 혹은 현재 라인 추적에 연관된 타겟들은 라인 추적 연관 기능(320, 혹은 400)으로 보내진다. 타겟 코스팅에 의해, 타겟 추적을 놓치지 않고 이전에 종료된 라인 추적들을 타겟들에 적합히 연장시킬 수 있는 새로운 라인 추적들을 연관시킬 수 있게 된다. 매 시간 갱신마다. 라인 추적 연관 기능(320)으로부터의 출력(910)이 새로운 타겟들에 대해 검사된다. 새로운 타겟들은 한 세트의 코스팅, 혹은 비연관된 타겟들과 비교되고 원거리 게이트 미만이면 새로운 타겟에 합쳐진다. 라인 추적 연관이 현 시간 갱신에 대해 수행된 후에, 코스팅 타겟 연관이 구현될 수 있다. 구현된 처리를 이하 상세히 기술한다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 필터링 검출 레포트들에 대한 흐름도이다. 단계 1002는 현 코히런트 처리 간격동안 측정을 검색함으로써 실행한다. 현 코히런트 처리 간격에서 각각의 측정에 대해서, 값들은 다음과 같을 수 있다.
Figure 112003041611684-pct00048
여기서 Yk는 실제 측정이고, Gk는 계산된 측정이고
Figure 112003041611684-pct00049
은 위에 나타낸 편미분 표현식이다.
단계 1004는 상태 및 상태 공분산을 갱신함으로써 실행한다. 상태 및 상태 공분산을 보정하는 갱신 동작은 다음과 같을 수 있다.
Figure 112003041611684-pct00050
여기서
Figure 112006058213605-pct00051
는 외삽 상태 공분산 매트릭스이고, H는 측정 편미분 매트릭스일 수 있다. 칼만 이득은
Figure 112006058213605-pct00052
에 의해 주어질 수 있고, 측정 예측된 나머지는
Figure 112006058213605-pct00053
에 의해 주어질 수 있으며, R은 측정 잡음 매트릭스이다. 타겟 추적이 단일 링크 추적일 수 있다면, 칼만 이득을 계산하기 전에, 측정 잡음 매트릭스 R 내 도플러 편차 값을 도플러 편차 스케일 팩터
Figure 112006058213605-pct00054
으로 스케일링한다.
단계 1006은 독립된 가중치 팩터들을 부가함으로써 실행한다. 독립 가중치 팩터들은 위치파악 추적 필터에서 이를테면 "R" 측정 공분산 매트릭스를 형성하기 위해서 유형에 의해 측정들에 부가될 수 있다. 예를 들면,
Figure 112003041611684-pct00055
이고, 여기서,
Figure 112006058213605-pct00124
및
Figure 112006058213605-pct00125
는 지연, 도플러, 방위각, 및 고도 측정 유형들에 대한 무단위 구성 파라미터들에서 가중치 부여 팩터들일 수 있다. 바람직하게, 라인 추적, 라인 추적 연관, 등의 다른 기능들은 검출 레포트들 내에 명시된 편차들을 사용한다.
검출기 내에서 검출 레포트가 측정들 및 이들의 편차인,
Figure 112003041611684-pct00060
그리고
Figure 112003041611684-pct00061
을 포함할 때는 언제나, 윈도윙, 소 바이어스들 등을 위한 편차들에 대 한 스케일 팩터가 있을 수 있다. 예를 들면,
Figure 112003041611684-pct00062
단계 1008은 상태 에러 편차들에 대한 최소 경계를 확정함으로써 실행한다. 측정 갱신 후에 상태 에러 공분산 매트릭스는 다음 식에 의해 주어질 수 있다.
P≡[Pij] 여기서 I=1, 2,...,N; j=1,2,...N이고,
Figure 112006058213605-pct00063
은 상태 I에 대한 최소 시그마이고, 이것은 구성가능한 파라미터일 수 있다. 측정 개신 후에, P는 σ의 최소 값들을 만족하게 할 수도 있다. 만약
Figure 112006058213605-pct00064
이면,
Figure 112006058213605-pct00065
및, j=1,2,...N에 대해
Figure 112006058213605-pct00066
,
Figure 112006058213605-pct00067
으로 설정한다.
단계 1010은 타겟 상태 갱신들 간에 고도 스텝 크기를 제한시킴으로써 실행한다. 고도 스텝 크기는 ENU 좌표 시스템의 타겟 "업" 성분에 대응하는 필터 상태 갱신값을 체크함으로써 타겟 상태 갱신들 간에 한정될 수 있다.
Figure 112003041611684-pct00068
이면, 차이의 부후에 따라,
Figure 112003041611684-pct00069
으로 설정하고, 여기서
Figure 112003041611684-pct00070
은 현 갱신시간에서 타겟의 위치의 업 성분이고,
Figure 112003041611684-pct00071
은 이전 갱신 시간에서 타겟의 위치의 업 성분이고,
Figure 112003041611684-pct00072
은 타겟 상태 갱신들에 대한 최대 업 상태 크기이다.
단계 1012는 로그 유사 함수를 계산함으로써 실행한다. 로그 유사 함수는
Figure 112003041611684-pct00073
에 따라 각 코히런트 처리 간격으로 계산될 수 있다. 단계 1014 는 로그 유사 함수를 정규화함으로써 실행한다. 정규화된 로그 유사 함수는
Figure 112003041611684-pct00074
으로서 계산될 수 있고, 여기서 n는 λk에 포함된 총 가측 수이다.
단계 1016은 분리 분석을 수행함으로써 실행한다. FM 라인 추적 기간이 명시된 레벨에 도달하거나 이를 초과한다면, 이 기술에 숙련된 자에 알려진 테스트는 제2 명시된 임계치를 사용하여 인가될 수 있다. FM 라인 추적이 이 테스트에 실패하면, 이것은 변조 라인 추적으로서 부가될 수 있고, 이것이 취치 추적의 일부이면, 추적인 종료될 수 있다.
예를 들면, 타겟 추적 기간이 구성가능한 시간, 기간보다 크다면, 즉
Figure 112003041611684-pct00075
, 여기서
Figure 112003041611684-pct00076
=로그 유사 테스트 수행 전에 최소 타겟 기간인 이 경우이면, 정규화된 로그 유사는 임계치 혹은
Figure 112003041611684-pct00077
와 비교된다. 임계치 밖에 있다면, 라인 추적은 후술하는 바와 같이 분리될 수 있다.
동작들은 복수의 FM 및 텔레비전 라인 추적들로 구성된 위치파악 추적에 대해 로그 유사 테스트가 실패하였을 때 구현될 수 있다. 라인 추적들에 대한 가정은 FM 라인 추적이 지연, 도플러, 및 도착각 측정을 포함하는 검출 레포트들로 구성된다는 것이고, 텔레비전 라인 추적은 단지 도플러 측정들만을 포함하는 검출 레포트들로 구성된다. 신호 파워 및 신호 대 잡음 비 추정들은 또한 검출 레포트들에 포함될 수도 있다. 각 없이 FM 라인 추적은 텔레비전 라인 추적으로서 취급될 수도 있다. 이 동작은 위치파악 추적의 일부인 것으로 가정된 FM 라인 추적이 FM 변조 라인으로 인 것으로 선언되었을 때 취해질 수 있는 분리 동작과는 다를 수 있다.
다음 가이드라인들은 분리 논리를 기술한다. 편의상, "추적"은 본 위치파악 추적을 말하며, "테스트"는 로그 유사 테스트를 말할 수 있다. 추적이 단일 FM 라인 추적 및 하나 이상의 텔레비전 라인 추적들로 구성된다면, 어느 라인 추적이 테스트에 실패했는지 관계없이, 추적은 FM 라인 추적을 사용하여 재초기화되고 텔레비전 라인 추적들을 폐기할 수도 있다. 추적이 2이상의 FM 라인 추적들 및 어떤 수의 텔레비전 라인 추적들로 구성된다면, 테스트에 실패한 라인 추적은 폐기될 수 있다. 추적은 추적이 두 개의 FM 라인 추적들로 구성되고 텔레비전 라인 추적들은 없다면 재초기화될 수 있다. 추적이 텔레비전 라인 추적들로 구성된다면, 추적은 종료될 수 있다.
단계 1018은 타겟이 유효하게 될 수 있게 유효성 체크들을 수행함으로써 실행한다. 이 단계를 이하 상세히 기술한다. 단계 1020은 갱신된 타겟의 위치 및 속도의 수직 성분을 보정함으로써 실행한다. 2차원 타겟 추적들에 있어서는 수직 성분들이 보정될 수 있다. 바람직하게, 갱신된 타겟의 위치 및 속도의 속도 성분들은 지구의 곡률에 맞도록 갱신, 혹은 xU 및 xU 2로 될 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 타겟들에 대한 유효성 체크들을 수행하는 흐름도이다. 도 11은 도 10의 단계 1018에 상관된다. 그러나, 단계 1018은 도 11의 개시된 실시예들로 한정되지 않는다. 단계 1102는 수평 위치 단계 갱신을 비교함으로써 실행한다. 모든 타겟들에 대해서, 수평 위치 단계 갱신은 현 코히런트 위치 간격에 대해 위에서
Figure 112007077298486-pct00078
를 타겟 상태 벡터에 대해 계산된 갱신이 되게 함으로써, 거리 임계치에 대해 체크될 수 있다.
Figure 112007077298486-pct00079
을 타겟 상태 벡터로부터 위치 벡터로 한다. 수평 위치 단계는,
Figure 112003041611684-pct00080
으로서 체크될 수 있다. 여기서,
Figure 112003041611684-pct00081
은 타겟 위치 스텝 임계치이다. 단계 1104는 위치 체크가 통과되었는지 여부를 판정함으로써 실행한다. 아니라면, 단계 1106은 근사적으로 타겟 위치 임계치와 동일한 위치에 대한 타겟 상태 벡터를 갱신함으로써 실행한다. 그러하다면, 단계 1108이 실행된다.
단계 1108은 초기 상태 해의 속도 크기를 계산함으로써 실행한다. 바람직하게, 모든 타겟들에 대해서, 초기 상태 해의 속도 크기가 계산될 수 있다. 단계 1110은 다음과 같이 속도 임계치에 속도 크기를 비교함으로써 실행한다.
Figure 112003041611684-pct00082
여기서
Figure 112003041611684-pct00083
는 타겟 상태 해의 2차원 혹은 3차원 속도 벡터이고,
Figure 112003041611684-pct00084
은 타겟 속도 임계치이다. 단계 1112는 타겟에 대해 속도 체크가 통과하였는지 판정함으로써 실행한다. 아니라면, 단계 1114는 타겟 추적을 삭제하고 이의 연관된 라인 추적을 통과시켜 다음 코히런트 처리 간격 갱신에서 초기화를 시도할 수 있게 함으로써 실행한다. 대안으로, 타겟 추적은 현재 연관된 라인 추적들을 사용하여 재초기 화될 수 있다. 구성 스위치,
Figure 112003041611684-pct00085
은 체크가 실패한 경우 어느 동작이 실행될 것인지를 지지할 수 있다.
단계 1112가 예이면, 단계 1116은 초기 상태 해의 가속도 크기를 계산함으로써 계산한다. 바람직하게, 모든 타겟들에 대해서, 초기 상태 해의 가속도 크기가 계산될 수 있다. 단계 1118은 다음과 같이 가속도 크기를 가속도 임계치와 비교함으로써 실행한다.
Figure 112003041611684-pct00086
여기서
Figure 112006058213605-pct00087
은 타겟 상태 해의 2차원 혹은 3차원 가속도 벡터이고,
Figure 112006058213605-pct00088
은 타겟 가속도 임계치이다. 단계 1120은 타겟에 대해 가속도 체크가 통과하였는지 여부를 판정함으로써 실행한다. 아니라면, 단계 1124는 타겟 추적을 삭제하고 이의 연관된 라인 추적을 통과시켜 다음 코히런트 처리 간격 갱신에서 초기화를 시도할 수 있게 함으로써 실행한다. 대안으로, 타겟 추적은 현 연관된 라인 추적들을 사용하여 재초기화될 수 있다. 구성 스위치(M)는 체크가 실패하였다면 어느 동작이 실행될 것인가를 지시할 수 있다. 단계 1120이 예이면, 단계 1122는 타겟이 유효함을 나타냄으로써 실행하고 타겟 외삽 혹은 다른 처리를 위해 통과될 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따라 코스팅 타겟을 연관시키는 흐름도이다. 이를테면 코스팅 타겟 연관 기능(908)과 같은 코스팅 타겟 연관 기능을 포함한, 시스템(300)과 같은 타겟 추적 처리 시스템은 타겟에 연관된 마지막 라인 추적이 종료된 후에 구성가능한 시간기간 동안 타겟들이 코스트될 수 있게 한다. 결국, 연관 된 타겟들, 혹은 현재 라인 추적에 연관된 타겟들은 이를테면 라인 추적 연관 함수(320)와 같은 라인 추적 연관 함수로 보내질 수 있다. 코스팅 타겟들에 의해서, 타겟 추적을 놓치지 않고 이전에 종료된 라인 추적들을 타겟들에 적합히 연장시킬 수 있는 새로운 라인 추적들을 연관시킬 수 있게 된다. 매 시간 갱신마다, 라인 추적 연관 기능 출력이 새로운 타겟들에 대해 검사한다. 새로운 타겟들은 한 세트의 코스팅, 혹은 비연관된 타겟들과 비교되고 원거리 게이트 미만이면 새로운 타겟에 합쳐진다. 라인 추적 연관이 현 시간 갱신에 대해 수행된 후에, 코스팅 타겟이 구현될 수 있다. 도 9의 추적 필터링 기능(900)의 요소로서 개시되었어도, 코스팅 타겟 연관 기능은 추적 필터링 기능 외에 구현될 수 있고, 타겟 추적 처리 시스템(800) 내 임의의 곳에 구성될 수 있다. 후술하는 코스팅 타겟 동작은 현 코히런트 처리 간격에서 각각의 미연관 타겟에 대한 것일 수 있다.
단계 1202는 허용가능한 코스팅 기간이 만료되었는지, 혹은
Figure 112003041611684-pct00089
인지 알기 위해서 체크함으로써 실행한다. 단계 1204는 코스팅 기간이 만료하였는지를 판정함으로써 실행한다. 그러하다면, 단계 1206은 타겟을 종료시킴으로써 실행한다. 단계 1208은 현 코히런트 처리 간격에서 다음 미연관 타겟으로 진행함으로써 실행한다.
단계 1204가 아니라면, 단계 1210은 속도 체크를 수행함으로써 실행한다. 바람직하게, 모든 타겟들에 대해서, 초기 상태 해의 속도 크기가 계산되고
Figure 112003041611684-pct00090
으로서 속도 임계치와 비교된다. 여기서
Figure 112003041611684-pct00091
는 타겟 상태 해의 2차원 혹 은 3차원 속도 벡터이며,
Figure 112003041611684-pct00092
은 타겟 속도 임계치이다. 속도 체크에 실패하면, 타겟 추적을 삭제하거나 이의 연관된 라인 추적을 통과시켜 다음 코히런트 처리 간격 갱신에서 초기화를 시도할 수 있게 하거나 현재 연관된 라인 추적들을 사용하여 타겟을 초기화를 시도할 수 있게 한다. 구성 스위치,
Figure 112003041611684-pct00093
은 체크가 실패한 경우 어느 방법이 실행될 것인가를 지시할 수 있다.
속도 체크가 유효하다면, 단계 1212는 가속도 체크를 수행함으로써 실행한다. 바람직하게, 모든 타겟들에 대해서, 초기 상태 해의 가속도 크기를 계산하고 이를
Figure 112006058213605-pct00094
으로서 가속도 임계치와 비교하며, 여기서
Figure 112006058213605-pct00095
는 타겟 상태 해의 2차원 혹은 3차원 가속도 벡터이며,
Figure 112006058213605-pct00096
은 타겟 가속도 임계치이다. 가속도 체크가 실패하면, 타겟 추적을 삭제하거나 이의 연관된 라인 추적을 통과시켜 다음 코히런트 처리 간격 갱신에서 초기화를 시도할 수 있게 하거나 현재 연관된 라인 추적들을 사용하여 타겟을 초기화를 시도할 수 있게 한다. 구성 스위치,
Figure 112006058213605-pct00097
은 체크가 실패한 경우 어느 방법이 실행될 것인가를 지시할 수 있다.
단계 1214는 미연관 타겟에 대한 현재 타겟 상태 예측에 근거하여 시간 지연, 도플러, 및 도착각의 예측된 측정을 계산함으로써 실행한다. 라인 추적 연관 기능에 의해 보고된 한 세트의 새로운 타겟들은 현 코히런트 처리 간격동안에 걸쳐 루프될 수도 있다. 단계 1216은 다음에 의해서 지연, 도플러, 및 도착각의 새로운 타겟 및 미연관된 혹은 코스팅 타겟 측정들을 비교함으로써 실행한다.
Figure 112003041611684-pct00098
여기서
Figure 112003041611684-pct00099
은 새로운 타겟에 대한 최신 검출된 측정이고,
Figure 112003041611684-pct00100
은 코스팅 타겟 측정 게이트들이다. 또한, 타겟 베어링들 관한 비교가 행해질 수 있다. 즉,
Figure 112003041611684-pct00101
이며, 여기서
Figure 112003041611684-pct00102
은 코스트 타겟 비어링 게이트이다. 단계 1218은 비교된 새로운 타겟과 미연관된 타겟이 위의 개시된 조건들을 충족하는지 판정함으로써 실행한다. 아니라면, 단계 1220은 다음 미연관된 타겟으로 진행함으로써 실행한다. 그러하다면, 단계 1222는 가능한 코스팅 타겟 연관들 리스트에 새로운 타겟들 및 미연관 타겟들의 쌍을 부가시킴으로써 실행한다.
단계 1224는 가상 코스트 플래그를 체크함으로써 실행한다. 연이은 동작들은 가상 코스트 플래그의 상태에 따를 수 있다. 가상 코스트는 새로운 타겟들이 코스팅 타겟들에 연관되어 있을 때 타겟 식별 연속성을 유지하려 할 수 있다. 단계 1226은 가상 코스트 플래그가 트루인지를 판정함으로써 실행한다. 그러하다면, 단계 1228은 코스팅 타겟으로부터 타겟 식별을 추출함으로써 실행한다. 단계 1280 은 코스팅 타겟을 종료시킴으로써 실행한다. 단계 1232는 이를테면 파일 출력들, 화면 상에 나타난 추적들 등과 같은 코스팅 타겟에 이전에 연관된 모든 데이터와의 연속성을 유지하면서 코스팅 타겟의 식별로 새로운 타겟의 타겟 식별을 재설정함으로써 실행한다. 단계 1226이 아니오이면, 단계 1234는 새로운 타겟의 라인 추적들을 분리시키고 이들을 미연관 타겟에 연관시킴으로써 실행한다. 단계 1286은 새로운 타겟 추적을 종료시킴으로써 실행한다.
따라서, 개시된 실시예들에 따라서, PCL 애플리케이션들용의 중앙 연관 및 추적을 시스템 및 방법이 개시되었다. 개시된 실시예들은 입력들로부터 검출 레포트들 및 이외 정보를 수신하여 검출 레포트들을 현존 라인 추적들에 연관시키며, 새로운 라인 추적들을 생성하거나 검출 레포트들 내에 데이터에 따라 라인 추적들을 종료시킨다. 검출 레포트들은 PCL 시스템에 의해 추적 중의 잠재적 타겟들로부터 반사된 신호들에 대한 데이터를 포함한다. 개시된 방법들, 처리들 및 알고리즘들은 타겟 추적 추정 기술들을 향상시킨다. 위치, 속도, 가속도는 PCL 시스템에 의해 검출된 타겟들에 대해 추정될 수 있다. 타겟 추적 처리는 개시된 실시예들에 의해 향상될 수 있다. 그러므로, 타겟들은 보다 효율적으로 확인 및 추적될 수 있다.
개시된 실시예들에 따라서, 검출 레포트들은 타겟 추적 처리 시스템에서 수신될 수 있다. 검출 레포트들은 초기의 처리 동작들에서 타겟 에코들에 연관된 라인 추적들에 상관되는 측정들을 포함한다. 또한, 이와 , 파라미터들 및 가측치들과 같은 다른 정보가 타겟 추적 처리 시스템에 의해 수신될 수도 있다. 타겟 추적 처리 시스템은 라인 추적 연관 기능 및 검출 레포트들 내의 측정에 따른 라인 추적들 상의 추적 필터링 기능을 수행할 수 있다. 라인 추적 연관 기능은 라인 추적들의 CAC들에 스코어를 매기고 스코어들에 따라 타겟 추적들에 라인 추적들을 할당한다. 라인 추적 연관 기능은 또한 라인 추적들에 따라 새로운 타겟 추적들을 초기화한다. 추적 필터링 기능은 검출 레포트들 내 수신된 측정들에 따라 타겟 추적들을 테스트하고 전파시킨다. 이들 동작들은 추적을 위해 타겟 파라미터들을 예측하고 추정하는데 도움을 준다. 추적 파라미터들은 전파 및 갱신된 타겟 추적들로부터 외삽될 수 있고, 사용자를 위해 디스플레이에 공급되고, 혹은 다른 처리를 위해 PCL 시스템에 돌려보내질 수 있다.
여러 가지 수정 및 변형들은 본 발명의 정신 혹은 범위에서 벗어남이 없이 본 발명의 개시된 실시예들에 행해질 수 있음을 이 기술에 숙련된 자들에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명은 이 발명의 수정 및 변형이 첨부한 청구범위 및 이들의 등가물의 범위 내에 있다면 이들을 구현되게 한 것이다.

Claims (67)

  1. 수신기로부터 지리적으로 분리된 하나 이상의 송신기들로부터 방사된 직접적인 신호 및 반사된 신호로부터의 비교 데이터를 사용하는 수동 코히런트 위치파악 시스템에서 라인 추적을 타겟에 연관시키는 방법에 있어서,
    상기 비교 데이터로부터 적어도 부분적으로 도출된 검출 레포트를 수신하는 단계로서, 상기 검출 레포트는 상기 타겟에 대응하는 상기 라인 추적을 갖는, 상기 검출 레포트 수신 단계;
    상기 라인 추적의 측정들을 사용하여 타겟 상태를 계산하는 단계;
    상기 라인 추적의 상기 측정을 사용하여 상태 공분산을 계산하는 단계;
    상기 타겟 상태 및 상기 상태 공분산에 따라 상기 라인 추적을 스코어링하는 단계; 및
    상기 스코어링에 따라 상기 라인 추적을 타겟 추적에 할당하는 단계를 포함하는, 라인 추적을 타겟에 연관시키는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 타겟 상태 및 상태 공분산에 대한 보정들을 계산함으로써 상기 타겟 추적을 필터링하는 단계를 더 포함하는, 라인 추적을 타겟에 연관시키는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 검출 레포트로부터의 측정들을 사용하여 상기 타겟 상태 및 상태 공분산을 갱신하는 단계를 더 포함하는, 라인 추적을 타겟에 연관시키는 방법.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 타겟 추적에 관한 유효성 체크들을 수행하는 단계를 더 포함하는, 라인 추적을 타겟에 연관시키는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 타겟 추적 및 상기 검출 레포트로부터 타겟 데이터를 외삽하는(extrapolating) 단계를 더 포함하는, 라인 추적을 타겟에 연관시키는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 타겟 추적 및 상기 검출 레포트로부터 갱신된 상태 벡터 및 전파된 상태 벡터를 외삽하는 단계를 더 포함하는, 라인 추적을 타겟에 연관시키는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 라인 추적에 대한 변조 라인 테스트를 수행하는 단계를 더 포함하는, 라인 추적을 타겟에 연관시키는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 검출 레포트를 버퍼에 넣는 단계를 더 포함하는, 라인 추적을 타겟에 연관시키는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 타겟 추적을 초기화하는 단계를 더 포함하는, 라인 추적을 타겟에 연관시키는 방법.
  10. 수동 코히런트 위치파악 시스템 내에서 타겟 데이터를 연관시키고 추적하는 방법으로서, 상기 타겟 데이터는 수신기로부터 지리적으로 분리된 하나 이상의 송신기들로부터 방사된 직접적인 신호 및 반사된 신호로부터의 측정들을 포함하는, 상기 타겟 데이터를 연관 및 추적하는 방법에 있어서,
    상기 측정들로부터 타겟 상태 및 상태 공분산을 계산하는 단계로서, 상기 측정들은 상기 직접적인 신호 및 반사된 신호로부터의 비교 데이터를 적어도 부분적으로 포함하는, 상기 타겟 상태 및 상태 공분산 계산 단계;
    상기 타겟 데이터에 상관되는 라인 추적을 상기 타겟 상태 및 상기 상태 공분산에 따라 타겟 추적에 할당하는 단계;
    상기 타겟 추적을 초기화하는 단계;
    상기 타겟 상태 및 상기 상태 공분산에 따라 필터를 초기화하는 단계;
    상기 필터로 상기 타겟 추적을 추적하는 단계; 및
    상기 타겟 추적으로부터 상기 타겟 데이터를 외삽하는 단계를 포함하는, 타겟 데이터 연관 및 추적 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 적어도 하나의 게이트를 상기 라인 추적에 적용하는 단계를 더 포함하는, 타겟 데이터 연관 및 추적 방법.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 측정들에 따라 상기 라인 추적을 스코어링하는 단계를 더 포함하는, 타겟 데이터 연관 및 추적 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 스코어링에 대해서, 비선형 최소 제곱 배치 추정기(nonlinear least squares batch estimator)를 사용하는 것을 더 포함하는, 타겟 데이터 연관 및 추적 방법.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 측정들에 대해 나머지들 및 편미분들을 계산하는 단계를 더 포함하는, 타겟 데이터 연관 및 추적 방법.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 할당 단계는 상기 스코어링에 따라 발생하는, 타겟 데이터 연관 및 추적 방법.
  16. 제 10 항에 있어서, 상기 타겟 상태 및 상태 공분산에 대한 보정들을 계산하는 단계를 더 포함하는, 타겟 데이터 연관 및 추적 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 보정들로 상기 타겟 상태 및 상기 상태 공분산을 갱신하는 단계를 더 포함하는, 타겟 데이터 연관 및 추적 방법.
  18. 제 10 항에 있어서, 상기 측정들 및 상기 라인 추적을 포함하는 검출 레포트를 수신하는 단계를 더 포함하는, 타겟 데이터 연관 및 추적 방법.
  19. 제 10 항에 있어서, 상기 타겟 추적을 초기화하는데 사용될 수신기 및 일루미네이터용 파라미터들을 수신하는 단계를 더 포함하는, 타겟 데이터 연관 및 추적 방법.
  20. 제 10 항에 있어서, 상기 타겟 데이터를 디스플레이에 출력하는 단계를 더 포함하는, 타겟 데이터 연관 및 추적 방법.
  21. 수신기로부터 지리적으로 분리된 하나 이상의 송신기들로부터 방사된 직접적인 신호 및 반사된 신호로부터의 비교 데이터를 사용하는 수동 코히런트 위치파악 시스템 내에서 타겟 추적 동작들을 위해 라인 추적을 타겟 추적에 연관시키는 방법에 있어서,
    상기 라인 추적에 대해 후보 연관 조합을 결정하는 단계;
    상기 후보 연관 조합에 적어도 하나의 게이트를 적용하는 단계;
    상기 라인 추적에 대한 타겟 상태를 추정하는 단계;
    상기 라인 추적에 대해 상태 공분산을 추정하는 단계;
    상기 후보 연관 조합에 대한 스코어를 상기 타겟 상태 및 상기 상태 공분산에 따라 계산하는 단계; 및
    상기 라인 추적을 상기 스코어에 따라 타겟 추적에 할당하는 단계를 포함하는, 라인 추적을 타겟에 연관시키는 방법.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 타겟 추적을 초기화하는 단계를 더 포함하는, 라인 추적을 타겟에 연관시키는 방법.
  23. 제 21 항에 있어서, 상기 라인 추적에 대한 상기 타겟 상태 추정 단계 및 상기 라인 추적에 대한 상기 상태 공분산 추정 단계는 각각 비선형 최소 제곱 추정기를 사용하는 것을 포함하는, 라인 추적을 타겟에 연관시키는 방법.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 비선형 최소 제곱 추정기를 시드 처리(seeding)하는 단계를 더 포함하는, 라인 추적을 타겟에 연관시키는 방법.
  25. 제 21 항에 있어서, 상기 라인 추적에 대해 변조 라인 테스트를 수행하는 단계를 더 포함하는, 라인 추적을 타겟에 연관시키는 방법.
  26. 제 21 항에 있어서, 상기 라인 추적을 버퍼링하는 단계를 더 포함하는, 라인 추적을 타겟에 연관시키는 방법.
  27. 제 21 항에 있어서, 라인 추적 연관에 상기 라인 추적이 사용될 수 있음을 나타내는 단계를 더 포함하는, 라인 추적을 타겟에 연관시키는 방법.
  28. 제 21 항에 있어서, 상기 할당 후에 미할당 라인 추적들의 리스트에서 상기 라인 추적을 제거하는 단계를 더 포함하는, 라인 추적을 타겟에 연관시키는 방법.
  29. 제 21 항에 있어서, 상기 라인 추적을 위해 복수의 일루미네이터를 식별하는 단계를 더 포함하는, 라인 추적을 타겟에 연관시키는 방법.
  30. 제 29 항에 있어서, 상기 복수의 일루미네이터들로부터 파라미터들에 따라 상기 라인 추적에 대해 일루미네이터 가설을 수행하는 단계를 더 포함하는, 라인 추적을 타겟에 연관시키는 방법.
  31. 제 21 항에 있어서, 사후-스코어링 게이트들(post-scoring gates)을 상기 스코어에 적용하는 단계를 더 포함하는, 라인 추적을 타겟에 연관시키는 방법.
  32. 수신기로부터 지리적으로 분리된 하나 이상의 송신기들로부터 방사된 직접적인 신호 및 반사된 신호로부터의 비교 데이터를 사용하는 수동 코히런트 위치파악 시스템 내에서 측정들을 타겟에 연관시킨 검출 레포트에 상관된 타겟 추적을 필터링하는 방법에 있어서,
    상기 비교 데이터로부터 적어도 부분적으로 도출된 상기 검출 레포트에 대해 타겟 상태 및 상태 공분산에 대한 보정들을 계산하는 단계;
    상기 보정들로 상기 타겟 상태 및 상기 상태 공분산을 갱신하는 단계; 및
    상기 갱신된 타겟 상태 및 상기 갱신된 상태 공분산으로 상기 타겟 추적을 전파시키는 단계를 포함하는, 필터링 방법.
  33. 제 32 항에 있어서, 상기 타겟 추적을 편집하는 단계를 더 포함하는, 필터링 방법.
  34. 제 32 항에 있어서, 가중치 부여 팩터들을 상기 측정들에 부가하는 단계를 더 포함하는, 필터링 방법.
  35. 제 32 항에 있어서, 상기 갱신된 타겟 추적에 관해 적어도 하나의 유효성 체크를 수행하는 단계를 더 포함하는, 필터링 방법.
  36. 제 35 항에 있어서, 상기 타겟 추적이 상기 적어도 하나의 유효성 체크에 실패하였을 때 상기 타겟 추적을 제거하는 단계를 더 포함하는, 필터링 방법.
  37. 수신기로부터 지리적으로 분리된 하나 이상의 송신기들로부터 방사된 직접적인 신호 및 반사된 신호로부터의 비교 데이터를 사용하는 수동 코히런트 위치파악 사스템 내의 타겟에 대한 타겟 파라미터들을 추정하는 시스템에 있어서,
    상기 비교 데이터로부터 적어도 부분적으로 도출된 측정들을 포함하는 검출 레포트들;
    상기 검출 레포트들에 상관되는 라인 추적을 타겟 추적에 연관시키는 라인 추적 연관 서브시스템;
    상기 측정들에 따라 상기 타겟 추적을 전파시키는 추적 필터링 서브시스템; 및
    상기 타겟 추적 및 상기 측정들로부터 상기 타겟 파라미터들을 계산하는 타겟 외삽 서브시스템을 포함하는, 시스템.
  38. 제 37 항에 있어서, 상기 라인 추적 연관 서브시스템은 상기 라인 추적에 대한 상태 벡터 및 공분산 매트릭스를 발생하는, 시스템.
  39. 제 38 항에 있어서, 상기 추적 필터링 서브시스템은 상기 상태 벡터 및 상기 공분산 매트릭스를 전파시키는, 시스템.
  40. 제 39 항에 있어서, 상기 타겟 데이터 외삽 서브시스템은 상기 전파된 상태 벡터 및 상기 전파된 공분산 매트릭스로부터 상기 타겟 파라미터들을 외삽하는, 시스템.
  41. 제 37 항에 있어서, 상기 라인 추적 연관 서브시스템은 상기 라인 추적을 스코어링하는, 시스템.
  42. 제 41 항에 있어서, 상기 라인 추적 연관 서브시스템은 상기 스코어에 따라 상기 타겟 추적에 상기 라인 추적을 할당하는, 시스템.
  43. 제 41 항에 있어서, 상기 스코어를 발생하기 위해 비선형 최소 제곱 배치 추정기를 더 포함하는, 시스템.
  44. 제 37 항에 있어서, 상기 타겟 파라미터들을 포함하는 출력을 더 포함하는 시스템.
  45. 제 44 항에 있어서, 상기 출력은 디스플레이에 전송되는, 시스템.
  46. 제 37 항에 있어서, 상기 추적 필터링 서브시스템은 칼만 필터(Kalman filter)를 포함하는, 시스템.
  47. 수신기로부터 지리적으로 분리된 하나 이상의 송신기들로부터 방사된 직접적인 신호 및 반사된 신호로부터의 비교 데이터를 사용하는 수동 코히런트 위치파악 시스템 내의 적어도 하나의 검출 레포트에 상관된 라인 추적을 타겟 추적에 연관시키는 시스템에 있어서,
    상기 비교 데이터로부터 적어도 부분적으로 도출된 상기 적어도 하나의 검출 레포트로부터 측정들을 위해 타겟 상태 및 상태 공분산을 계산하고 상기 라인 추적에 대해 후보 연관 조합을 스코어링하는 비선형 최소 제곱 배치 추정기; 및
    상기 후보 연관 조합에 대해 상기 스코어에 따라 상기 라인 추적을 할당하는 라인 추적 할당 서브시스템을 포함하는, 시스템.
  48. 제 47 항에 있어서, 상기 타겟 추적은 초기화되는, 시스템.
  49. 제 47 항에 있어서, 상기 스코어에 따라 상기 타겟 추적을 유효화시키는 초기화 체크 서브시스템을 더 포함하는, 시스템.
  50. 제 47 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 검출 레포트에 적용된 사전-스코어링 게이트들(pre-scoring gates)을 더 포함하는, 시스템.
  51. 제 47 항에 있어서, 상기 스코어에 적용된 사후-스코어링 게이트들을 더 포함하는, 시스템.
  52. 제 47 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 검출 레포트를 큐(queue)하기 위해 버퍼를 더 포함하는, 시스템.
  53. 제 52 항에 있어서, 상기 버퍼는 선입선출(FIFO) 버퍼인, 시스템.
  54. 제 47 항에 있어서, 상기 타겟 상태 및 상기 상태 공분산은 추적 필터링 서브시스템에 전해지는, 시스템.
  55. 수신기로부터 지리적으로 분리된 하나 이상의 송신기들로부터 방사된 직접적인 신호 및 반사된 신호로부터의 비교 데이터를 사용하는 수동 코히런트 시스템 내의 적어도 하나의 검출 레포트로부터 라인 추적에 연관된 타겟 추적을 필터링하는 추적용 시스템에 있어서,
    상기 적어도 하나의 검출 레포트로부터 측정 나머지들 및 측정들의 편미분들을 계산하는 수단을 사용하여 상기 타겟 추적을 갱신하기 위해 타겟 상태 및 상태 공분산에 대한 보정들을 계산하는 필터; 및
    속도 크기 성분 및 가속도 크기 성분을 사용하여 갱신된 타겟 추적을 체크하는 유효성 체커를 포함하는, 시스템.
  56. 제 55 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 검출 레포트로부터 상기 측정들을 테스트하는 영외 편집기(outlier editor)를 더 포함하고, 상기 영외 편집기는 상기 테스트가 실패되었으면 상기 타겟 추적을 폐기하는, 시스템.
  57. 제 55 항에 있어서, 상기 측정들에 대해 상기 필터 내에 가중치 부여 팩터들을 더 포함하는, 시스템.
  58. 제 55 항에 있어서, 상기 라인 추적을 포함하여, 복수의 라인 추적들로 구성된 타겟 추적을 해결하는 분리 서브시스템을 더 포함하는, 시스템.
  59. 제 55 항에 있어서, 명시된 시간 기간 동안 상기 타겟 추적을 코스트(coast)하는 코스트 타겟 연관 서브시스템을 더 포함하는, 시스템.
  60. 수신기로부터 지리적으로 분리된 하나 이상의 송신기들로부터 방사된 직접적인 신호 및 반사된 신호로부터의 비교 데이터를 사용하는 수동 코히런트 위치파악 시스템에 있어 타겟에 대한 라인 추적을 연관시키는 시스템에 있어서,
    상기 비교 데이터로부터 적어도 부분적으로 도출된 검출 레포트를 수신하는 수단으로서, 상기 검출 레포트는 상기 타겟에 대응하는 상기 라인 추적을 갖는, 상기 검출 레포트 수신 수단;
    상기 라인 추적의 측정들에 대해 타겟 상태 및 상태 공분산을 계산하는 수단;
    상기 타겟 상태 및 상기 상태 공분산에 따라 상기 라인 추적을 스코어링하는 수단; 및
    상기 스코어링에 따라 상기 라인 추적을 타겟 추적에 할당하는 수단을 포함하는, 시스템.
  61. 수동 코히런트 위치파악 시스템 내의 수신기로부터 지리적으로 분리된 하나 이상의 송신기들로부터 방사된 직접적인 신호 및 반사된 신호로부터의 측정들을 포함하는 타겟 데이터를 연관 및 추적하는 시스템에 있어서,
    상기 직접적인 신호 및 반사된 신호로부터의 비교 데이터를 적어도 부분적으로 포함하는 상기 측정들로부터 타겟 상태 및 상태 공분산을 계산하는 수단;
    상기 타겟 상태 및 상기 상태 공분산에 따라 상기 타겟 데이터에 상관된 라인 추적을 타겟 추적에 할당하는 수단;
    상기 타겟 추적을 초기화하는 수단;
    상기 타겟 상태 및 상기 상태 공분산에 따라 필터를 초기화하는 수단;
    상기 필터로 상기 타겟 추적을 추적하는 수단; 및
    상기 타겟 추적으로부터 상기 타겟 데이터를 외삽하는 수단을 포함하는, 시스템.
  62. 수신기로부터 지리적으로 분리된 하나 이상의 송신기로부터 방사된 직접적인 신호 및 반사된 신호로부터의 비교 데이터를 사용하는 수동 코히런트 위치파악 시스템 내에서 타겟 추적 동작들을 위해 라인 추적을 타겟 추적에 연관시키는 시스템에 있어서,
    상기 라인 추적을 위한 후보 연관 조합을 결정하는 수단;
    상기 후보 연관 조합에 적어도 하나의 게이트를 적용하는 수단;
    상기 라인 추적에 대해 타겟 상태 및 상태 공분산을 추정하는 수단;
    상기 타겟 상태 및 상기 상태 공분산에 따라 상기 후보 연관 조합에 대해 스코어를 계산하는 수단; 및
    상기 스코어에 따라 상기 라인 추적을 타겟 추적에 할당하는 수단을 포함하는, 시스템.
  63. 수신기로부터 지리적으로 분리된 하나 이상의 송신기로부터 방사된 직접적인 신호 및 반사된 신호로부터의 비교 데이터를 사용하는 수동 코히런트 위치파악 시스템 내에서 타겟에 연관된 측정들을 갖는 검출 레포트에 상관된 타겟 추적을 필터링하는 시스템에 있어서,
    상기 비교 데이터로부터 적어도 부분적으로 도출된 상기 검출 레포트에 대해 타겟 상태 및 상태 공분산에 대한 보정들을 계산하는 수단;
    상기 보정들로 상기 타겟 상태 및 상기 상태 공분산을 갱신하는 수단; 및
    상기 갱신된 타겟 상태 및 상기 갱신된 상태 공분산으로 상기 타겟 추적을 전파시키는 수단을 포함하는, 시스템.
  64. 수신기로부터 지리적으로 분리된 하나 이상의 송신기들로부터 방사된 직접적인 신호 및 반사된 신호로부터의 도착 시간차(TDOA) 데이터 및 도착 진동수차(FDOA) 데이터 중 적어도 하나를 사용하는 수동 코히런트 위치파악 시스템에서 타겟에 대한 라인 추적을 연관시키기 위한 컴퓨터 프로그램이 포함된 컴퓨터-판독가능 기록 매체에 있어서, 컴퓨터상에서 동작할 때 상기 컴퓨터 프로그램은,
    상기 데이터로부터 적어도 부분적으로 도출된 검출 레포트를 수신하는 단계로서, 상기 검출 레포트는 상기 타겟에 대응하는 상기 라인 추적을 갖는, 상기 검출 레포트 수신 단계;
    상기 라인 추적의 측정들을 위해 타겟 상태 및 상태 공분산을 계산하는 단계;
    상기 타겟 상태 및 상기 상태 공분산에 따라 상기 라인 추적을 스코어링하는 단계; 및
    상기 스코어링에 따라 타겟 추적에 상기 라인 추적을 할당하는 단계를 포함하는 단계들을 수행하도록 적응된, 컴퓨터-판독가능 기록 매체.
  65. 수동 코히런트 위치파악 시스템 내의 수신기로부터 지리적으로 분리된 하나 이상의 송신기들로부터 방사된 직접적인 신호 및 반사된 신호로부터의 측정들을 포함하는 타겟 데이터를 연관 및 추적하기 위한 컴퓨터 프로그램이 포함된 컴퓨터-판독가능 기록 매체에 있어서, 컴퓨터상에서 동작할 때 상기 컴퓨터 프로그램은,
    TDOA 데이터 및 FDOA 데이터 중 적어도 하나를 적어도 부분적으로 포함하는 상기 측정들로부터 타겟 상태 및 상태 공분산을 계산하는 단계;
    상기 타겟 데이터에 상관되는 라인 추적을 상기 타겟 상태 및 상기 상태 공분산에 따라 타겟 추적에 할당하는 단계;
    상기 타겟 추적을 초기화하는 단계;
    상기 타겟 상태 및 상기 상태 공분산에 따라 필터를 초기화하는 단계;
    상기 필터로 상기 타겟 추적을 추적하는 단계; 및
    상기 타겟 추적으로부터 상기 타겟 데이터를 외삽하는 단계를 포함하는 단계들을 수행하도록 적응된, 컴퓨터-판독가능 기록 매체.
  66. 수신기로부터 지리적으로 분리된 하나 이상의 송신기들로부터 방사된 직접적인 신호 및 반사된 신호로부터의 TDOA 및 FDOA 중 적어도 하나를 사용하는 수동 코히런트 위치파악 시스템 내에서 타겟 추적 동작들을 위해 라인 추적을 타겟 추적에 연관시키기 위한 컴퓨터 프로그램이 포함된 컴퓨터-판독가능 기록 매체에 있어서, 컴퓨터상에서 동작할 때 상기 컴퓨터 프로그램은,
    상기 라인 추적에 대한 후보 연관 조합을 결정하는 단계;
    상기 후보 연관 조합에 적어도 하나의 게이트를 적용하는 단계;
    상기 라인 추적에 대해 타겟 상태 및 상태 공분산을 추정하는 단계;
    상기 타겟 상태 및 상기 상태 공분산에 따라 상기 후보 연관 조합에 대한 스코어를 계산하는 단계; 및
    상기 스코어에 따라 상기 라인 추적을 타겟 추적에 할당하는 단계를 포함하는 단계들을 수행하도록 적응된, 컴퓨터-판독가능 기록 매체.
  67. 수신기로부터 지리적으로 분리된 하나 이상의 송신기들로부터 방사된 직접적인 신호 및 반사된 신호로부터의 TDOA 데이터 및 FDOA 데이터 중 적어도 하나를 사용하는 수동 코히런트 위치파악 시스템 내에서 타겟에 연관된 측정들을 갖는 검출 레포트에 상관된 타겟 추적을 필터링하기 위한 컴퓨터 프로그램이 포함된 컴퓨터-판독가능 기록 매체에 있어서, 컴퓨터상에서 동작할 때 상기 컴퓨터 프로그램은,
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    상기 갱신된 타겟 상태 및 상기 갱신된 상태 공분산으로 상기 타겟 추적을 전파시키는 단계를 포함하는 단계들을 수행하도록 적응된, 컴퓨터-판독가능 기록 매체.
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