本發(fā)明屬于機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)系統(tǒng)的目標(biāo)實(shí)時(shí)凝聚技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)系統(tǒng)的目標(biāo)凝聚方法。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，航班量也在飛速增長(zhǎng)，對(duì)空管系統(tǒng)管制員的指揮和設(shè)施設(shè)備的維護(hù)提出了更高的要求，機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)是一次雷達(dá)，主要用于監(jiān)視機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面的飛機(jī)及車輛，利用目標(biāo)對(duì)電磁波的自身輻射或反射特性發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。隨著飛機(jī)數(shù)量和機(jī)場(chǎng)地面保障車輛的迅速增多，如何在有限的空間、多變的天氣條件下管理好機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面的交通運(yùn)輸以及空運(yùn)的地勤保障服務(wù)，已成為各國(guó)機(jī)場(chǎng)當(dāng)局必須認(rèn)真考慮的問(wèn)題。機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)系統(tǒng)是為了解決上述問(wèn)題而誕生的，它可以使機(jī)場(chǎng)塔臺(tái)管制員對(duì)飛機(jī)的監(jiān)視不再受到視線的限制，在黑夜和惡劣氣候條件下也能夠精確地對(duì)機(jī)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)視，對(duì)場(chǎng)面活動(dòng)的航空器和地勤車輛進(jìn)行有序的管理。

目標(biāo)凝聚方法是將屬于同一個(gè)目標(biāo)的目標(biāo)回波信息合成單個(gè)目標(biāo)報(bào)告，以達(dá)到數(shù)據(jù)處理負(fù)擔(dān)、提高航跡跟蹤質(zhì)量的目的，選擇最優(yōu)的凝聚方法，對(duì)后續(xù)目標(biāo)回波信息進(jìn)行精確估計(jì)點(diǎn)跡參數(shù)處理至關(guān)重要。

傳統(tǒng)的目標(biāo)凝聚方法，利用先距離方向后方位方向凝聚的一維檢測(cè)與合并方法，分維度進(jìn)行目標(biāo)凝聚，降低了目標(biāo)凝聚的精度，導(dǎo)致目標(biāo)在距離方向與方位方向上的分裂。因此，亟需提出一種新的目標(biāo)凝聚方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種用于機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)系統(tǒng)的目標(biāo)凝聚方法，本目標(biāo)凝聚方法極大地提高了目標(biāo)凝聚的精度，降低了目標(biāo)在距離方向與方位方向上的分裂，為后續(xù)的航跡處理提供了可靠的基礎(chǔ)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)措施：

一種用于機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)系統(tǒng)的目標(biāo)凝聚方法包括以下步驟：

s1、獲取雷達(dá)前端處理后的目標(biāo)回波信息；

s2、對(duì)所述目標(biāo)回波信息進(jìn)行虛假點(diǎn)跡過(guò)濾處理得到過(guò)濾后的目標(biāo)回波信息；

s3、對(duì)所述過(guò)濾后的目標(biāo)回波信息進(jìn)行頻道選大處理；

s4、檢測(cè)出屬于同一個(gè)目標(biāo)的目標(biāo)回波信息構(gòu)成二維圖像；

s5、利用所述二維圖像輪廓以及輪廓內(nèi)的目標(biāo)回波信息估計(jì)目標(biāo)參數(shù)，得到屬于同一個(gè)目標(biāo)凝聚后的目標(biāo)參數(shù)。

優(yōu)選的，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲取步驟s1中的雷達(dá)前端處理后的目標(biāo)回波信息。

優(yōu)選的，所述目標(biāo)回波信息包括目標(biāo)的時(shí)間戳、目標(biāo)的距離、目標(biāo)的方位、目標(biāo)的幅度值、目標(biāo)的多普勒頻率信息。

進(jìn)一步的，步驟s2的具體操作步驟包括：

對(duì)雷達(dá)前端處理后的目標(biāo)回波信息設(shè)置雜波頻率門限，將多普勒頻率小于雜波頻率門限的目標(biāo)回波信息作為雜波濾除，得到過(guò)濾后的目標(biāo)回波信息。

進(jìn)一步的，步驟s3的具體操作步驟包括：

過(guò)濾后的目標(biāo)回波信息的所在的距離單元對(duì)應(yīng)的5個(gè)頻道的幅度值進(jìn)行大小比較，保留相應(yīng)距離單元上幅度值最大的目標(biāo)的時(shí)間戳、目標(biāo)的距離、目標(biāo)的方位、目標(biāo)的幅度值、目標(biāo)的多普勒頻率信息。

進(jìn)一步的，步驟s4的具體操作步驟包括：

s41、判斷目標(biāo)的起始

將距離長(zhǎng)度為兩個(gè)距離單元或兩個(gè)距離單元以上的目標(biāo)回波信息設(shè)定為目標(biāo)，距離單元上第一個(gè)出現(xiàn)的目標(biāo)回波信息設(shè)定為目標(biāo)在距離方向上的起始即為rstart，將目標(biāo)的距離信息與上一方位或前面方位的各目標(biāo)的距離信息進(jìn)行比較，如果兩者在距離方向上存在交集即存在同樣的距離庫(kù)，則判斷當(dāng)前目標(biāo)是上一方位或前面方位目標(biāo)的延續(xù)，將兩目標(biāo)合并；如果兩者不存在交集，則判斷此目標(biāo)是一個(gè)新目標(biāo)，當(dāng)前方位是此目標(biāo)的起始；

s42、判斷目標(biāo)的終止

如果目標(biāo)回波信息所在距離單元的后續(xù)距離單元連續(xù)出現(xiàn)n個(gè)目標(biāo)的幅度值為0時(shí)，則目標(biāo)終止，其中n為2，則目標(biāo)回波信息所在距離單元設(shè)定為目標(biāo)終止即為rend，針對(duì)上一方位的目標(biāo)，如果當(dāng)前方位和下一方位此目標(biāo)幅度值信息為0，則判定上一方位為此目標(biāo)的終止；

s43、目標(biāo)判斷

將目標(biāo)回波信息作為二維圖像的像素點(diǎn)，目標(biāo)回波的距離與方位分別作為二維圖像的高與寬，目標(biāo)回波的幅度值作為二維圖像的像素值，通過(guò)s41和s42在距離方向和方位方向上得到屬于同一個(gè)目標(biāo)的目標(biāo)回波信息構(gòu)成二維圖像。

更進(jìn)一步的，步驟s5的具體操作步驟包括：

利用二維圖像輪廓以及輪廓內(nèi)的目標(biāo)回波信息對(duì)目標(biāo)參數(shù)進(jìn)行加權(quán)取平均處理，得到屬于同一個(gè)目標(biāo)凝聚后的目標(biāo)數(shù)據(jù)；

其中，為目標(biāo)回波信息的距離單元，ai為目標(biāo)回波信息的相應(yīng)距離單元信息上所對(duì)應(yīng)幅度值，為目標(biāo)凝聚后的目標(biāo)回波信息的距離；

其中，為目標(biāo)回波信息的方位，ai為目標(biāo)回波的相應(yīng)方位上所對(duì)應(yīng)幅度值，為目標(biāo)凝聚后的目標(biāo)回波信息的方位；

其中，n為同一個(gè)目標(biāo)的二維圖像輪廓以及輪廓內(nèi)的目標(biāo)回波信息個(gè)數(shù)，ai為每個(gè)目標(biāo)回波信息的幅度值，為目標(biāo)凝聚后的目標(biāo)回波的幅度值。

本發(fā)明的有益效果在于：

1)、本發(fā)明首先獲取雷達(dá)前端處理后的目標(biāo)回波信息，通過(guò)設(shè)置雜波頻率門限，將多普勒頻率小于雜波頻率門限的目標(biāo)回波信息作為雜波濾除，根據(jù)設(shè)置雜波頻率門限過(guò)門限檢測(cè)，濾除掉部分干擾目標(biāo)點(diǎn)跡，得到過(guò)濾后的目標(biāo)回波信息，減少剩余的點(diǎn)跡數(shù)量，以便后續(xù)處理，過(guò)濾后的目標(biāo)回波信息的所在的距離單元所對(duì)應(yīng)的5個(gè)頻道的幅度值進(jìn)行大小比較，保留相應(yīng)距離單元上幅度值最大的目標(biāo)的時(shí)間戳、目標(biāo)的距離、目標(biāo)的方位、目標(biāo)的幅度值、目標(biāo)的多普勒頻率信息，極大地降低了目標(biāo)點(diǎn)跡的數(shù)據(jù)量，提高了目標(biāo)點(diǎn)跡的質(zhì)量，再檢測(cè)出屬于同一個(gè)目標(biāo)的目標(biāo)回波信息構(gòu)成二維圖像，利用二維圖像輪廓以及輪廓內(nèi)的目標(biāo)回波信息估計(jì)目標(biāo)參數(shù)，得到屬于同一個(gè)目標(biāo)凝聚后的目標(biāo)參數(shù)，因此本發(fā)明極大地提高了目標(biāo)凝聚的精度，降低了目標(biāo)在距離方向與方位方向上的分裂，為后續(xù)的航跡處理提供了可靠的基礎(chǔ)。

2)、通過(guò)對(duì)目標(biāo)起始和終止的判斷，將目標(biāo)回波信息作為二維圖像的像素點(diǎn)，目標(biāo)回波的距離與方位分別作為二維圖像的高與寬，目標(biāo)回波的幅度值作為二維圖像的像素值，能夠檢測(cè)出屬于同一目標(biāo)的目標(biāo)回波信息構(gòu)成二維圖像，為后續(xù)的基于圖像處理的目標(biāo)凝聚提供依據(jù)。

3)、通過(guò)利用二維圖像輪廓以及輪廓內(nèi)的目標(biāo)回波信息對(duì)目標(biāo)參數(shù)進(jìn)行加權(quán)取平均處理，得到屬于同一個(gè)目標(biāo)凝聚后的目標(biāo)數(shù)據(jù)。大大地提高了用于機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，提高了用于機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)系統(tǒng)的目標(biāo)回波信息凝聚精度。

附圖說(shuō)明

圖1為本目標(biāo)凝聚方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明的二維圖像目標(biāo)回波信息；

圖3為本發(fā)明的二維圖像目標(biāo)回波信息的凝聚圖；

圖4為本發(fā)明的二維圖像旋轉(zhuǎn)30度后目標(biāo)回波信息的凝聚圖；

圖5為本發(fā)明的二維圖像旋轉(zhuǎn)60度后目標(biāo)回波信息的凝聚圖；

圖6為本發(fā)明的二維圖像旋轉(zhuǎn)150度后目標(biāo)回波信息的凝聚圖；

圖7為本發(fā)明的二維圖像旋轉(zhuǎn)270度后目標(biāo)回波信息的凝聚圖；

圖8為本發(fā)明的二維圖像旋轉(zhuǎn)330度后目標(biāo)回波信息的凝聚圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1所示，一種用于機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)系統(tǒng)的目標(biāo)凝聚方法包括以下步驟：

s1、獲取雷達(dá)前端處理后的目標(biāo)回波信息；

s2、對(duì)所述目標(biāo)回波信息進(jìn)行虛假點(diǎn)跡過(guò)濾處理得到過(guò)濾后的目標(biāo)回波信息；

s3、對(duì)所述過(guò)濾后的目標(biāo)回波信息進(jìn)行頻道選大處理；

s4、檢測(cè)出屬于同一個(gè)目標(biāo)的目標(biāo)回波信息構(gòu)成二維圖像；

s5、利用所述二維圖像輪廓以及輪廓內(nèi)的目標(biāo)回波信息估計(jì)目標(biāo)參數(shù)，得到屬于同一個(gè)目標(biāo)凝聚后的目標(biāo)參數(shù)。

通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲取雷達(dá)前端處理后的目標(biāo)回波信息，按照方位方向0°～360°，0.5°方位采樣間隔，距離方向0km～10km，3.75m距離采樣間隔接收目標(biāo)回波信息，從0°方位開(kāi)始接收距離方向0km～10km上不同距離單元目標(biāo)回波信息，然后依照0.5°的方位采樣間隔，接收當(dāng)前方位距離方向0km～10km上不同距離單元目標(biāo)回波信息。由于雷達(dá)前端處理后，同一個(gè)目標(biāo)在相鄰的距離單元和方位單元上產(chǎn)生多個(gè)檢測(cè)結(jié)果，以及強(qiáng)地物、強(qiáng)雜波、類似目標(biāo)的弱雜等余留的數(shù)量可觀的剩余目標(biāo)點(diǎn)跡，利用本發(fā)明的目標(biāo)凝聚方法，需將目標(biāo)回波信息作為二維圖像的像素點(diǎn)，目標(biāo)回波的距離信息與方位信息分別為二維圖像的高與寬，目標(biāo)回波幅度值信息為二維圖像像素點(diǎn)的像素值。

所述目標(biāo)回波信息包括目標(biāo)的時(shí)間戳即為雷達(dá)檢測(cè)到目標(biāo)的時(shí)間信息，單位依次為年月日時(shí)分秒；目標(biāo)的距離，單位為米；目標(biāo)的方位，單位為度；目標(biāo)的幅度值，單位為db；目標(biāo)的多普勒頻率信息，單位為赫茲。

機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速高達(dá)1秒/轉(zhuǎn)，數(shù)據(jù)率大，為了防止后續(xù)處理時(shí)出現(xiàn)超載情況，首先需要對(duì)獲取雷達(dá)前端處理后的目標(biāo)回波信息設(shè)置雜波頻率門限，將多普勒頻率小于雜波頻率門限的目標(biāo)回波信息作為雜波濾除，濾除掉一部分干擾目標(biāo)點(diǎn)跡，減少剩余的點(diǎn)跡數(shù)量，以便后續(xù)處理。

具體的，對(duì)雷達(dá)前端處理后的目標(biāo)回波信息設(shè)置雜波頻率門限，對(duì)雷達(dá)前端處理后送目標(biāo)回波信息中目標(biāo)的多普勒頻率信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得出雜波頻率門限，該門限能檢測(cè)出80％目標(biāo)，該雜波頻率門限值與雷達(dá)架設(shè)場(chǎng)地、雷達(dá)前端處理相關(guān)，需要雷達(dá)實(shí)地架設(shè)開(kāi)機(jī)測(cè)試后得出經(jīng)驗(yàn)值，為步驟s2處理提供雜波頻率門限，將多普勒頻率小于雜波頻率門限的目標(biāo)回波信息作為雜波濾除，得到過(guò)濾后的目標(biāo)回波信息。

對(duì)所述過(guò)濾后的目標(biāo)回波信息進(jìn)行頻道選大處理的具體方法為對(duì)過(guò)濾后的目標(biāo)回波信息的所在的距離單元對(duì)應(yīng)的5個(gè)頻道的幅度值進(jìn)行大小比較，距離單元為機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)探測(cè)目標(biāo)的距離除以距離分辨率量化成距離單元，保留相應(yīng)距離單元上幅度值最大的目標(biāo)的時(shí)間戳、目標(biāo)的距離、目標(biāo)的方位、目標(biāo)的幅度值、目標(biāo)的多普勒頻率信息。

檢測(cè)出屬于同一個(gè)目標(biāo)的目標(biāo)回波信息構(gòu)成二維圖像的具體處理方法如下：

s41、判斷目標(biāo)的起始

將距離長(zhǎng)度為兩個(gè)距離單元或兩個(gè)距離單元以上的目標(biāo)回波信息設(shè)定為目標(biāo)，距離單元上第一個(gè)出現(xiàn)的目標(biāo)回波信息設(shè)定為目標(biāo)在距離方向上的起始即為rstart，將目標(biāo)的距離信息與上一方位或前面方位的各目標(biāo)的距離信息進(jìn)行比較，如果兩者在距離方向上存在交集即存在同樣的距離庫(kù)，則判斷當(dāng)前目標(biāo)是上一方位或前面方位目標(biāo)的延續(xù)，將兩目標(biāo)合并；如果兩者不存在交集，則判斷此目標(biāo)是一個(gè)新目標(biāo)，當(dāng)前方位是此目標(biāo)的起始；

s42、判斷目標(biāo)的終止

如果目標(biāo)回波信息所在距離單元的后續(xù)距離單元連續(xù)出現(xiàn)n個(gè)目標(biāo)的幅度值為0時(shí)，則目標(biāo)終止，其中n為2，則目標(biāo)回波信息所在距離單元設(shè)定為目標(biāo)終止即為rend，針對(duì)上一方位的目標(biāo)，如果當(dāng)前方位和下一方位此目標(biāo)幅度值信息為0，則判定上一方位為此目標(biāo)的終止；

s43、目標(biāo)判斷

將目標(biāo)回波信息作為二維圖像的像素點(diǎn)，目標(biāo)回波的距離與方位分別作為二維圖像的高與寬，目標(biāo)回波的幅度值作為二維圖像的像素值，通過(guò)s41和s42在距離方向和方位方向上得到屬于同一個(gè)目標(biāo)的目標(biāo)回波信息構(gòu)成二維圖像。

利用二維圖像輪廓以及輪廓內(nèi)的目標(biāo)回波信息對(duì)目標(biāo)參數(shù)進(jìn)行加權(quán)取平均處理，得到屬于同一個(gè)目標(biāo)凝聚后的目標(biāo)數(shù)據(jù)；

其中，為目標(biāo)回波信息的距離單元，ai為目標(biāo)回波信息的相應(yīng)距離單元信息上所對(duì)應(yīng)幅度值，為目標(biāo)凝聚后的目標(biāo)回波信息的距離；

其中，為目標(biāo)回波信息的方位，ai為目標(biāo)回波的相應(yīng)方位上所對(duì)應(yīng)幅度值，為目標(biāo)凝聚后的目標(biāo)回波信息的方位；

其中，n為同一個(gè)目標(biāo)的二維圖像輪廓以及輪廓內(nèi)的目標(biāo)回波信息個(gè)數(shù)，ai為每個(gè)目標(biāo)回波信息的幅度值，為目標(biāo)凝聚后的目標(biāo)回波的幅度值。

如圖3～圖8，其中，實(shí)心圓圈的中心為目標(biāo)距離凝聚后幾何中心；三角形的中心為利用目標(biāo)距離凝聚后幾何中心，進(jìn)行波束相關(guān)處理，所有相關(guān)波束中方位方向凝聚后的幾何中心；五角星的中心為利用本發(fā)明所提的基于圖像處理的目標(biāo)凝聚方法凝聚處理得到的幾何中心。

從圖2～圖8可知，對(duì)于同一種目標(biāo)不同姿態(tài)進(jìn)行來(lái)說(shuō)，本目標(biāo)凝聚方法與先距離方向后方位方向凝聚的一維檢測(cè)與合并方法相比，有效地降低了目標(biāo)在距離方向與方位方向上的分裂，力求目標(biāo)在不同的姿態(tài)下，能夠有效的進(jìn)行目標(biāo)凝聚，實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)回波信息點(diǎn)跡參數(shù)即距離、方位、幅度的精確估計(jì)。