正交波形下mimo雷達(dá)目標(biāo)的多波束聯(lián)合測角和點(diǎn)跡融合方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種正交波形下MIMO雷達(dá)目標(biāo)的多波束聯(lián)合測角和點(diǎn)跡融合方法,其思路為:建立雷達(dá)在笛卡爾坐標(biāo)系中的幾何模型,并分別確定雷達(dá)接收陣元個(gè)數(shù)N、雷達(dá)接收波束個(gè)數(shù)L和雷達(dá)威力輻射空域范圍Ω,將Ω對(duì)應(yīng)的檢測區(qū)域均勻劃分成K個(gè)檢測子區(qū)域,計(jì)算以第i個(gè)雷達(dá)接收波束中心指向?yàn)榛鶞?zhǔn)的第k個(gè)檢測子區(qū)域的接收合成信號(hào)后進(jìn)行常規(guī)檢測處理,得到第i個(gè)雷達(dá)接收波束的目標(biāo)檢測結(jié)果集合Di,依次計(jì)算第m個(gè)雷達(dá)接收波束的目標(biāo)檢測結(jié)果集合Dm中Mm個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡各自的角度測量值、第m個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合和L個(gè)雷達(dá)接收波束含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合序列D后進(jìn)行點(diǎn)跡融合,得到一個(gè)相干處理時(shí)間內(nèi)L個(gè)雷達(dá)接收波束含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合最終序列
【專利說明】
正交波形下ΜΙΜΟ雷達(dá)目標(biāo)的多波束聯(lián)合測角和點(diǎn)跡融合方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域,特別設(shè)及一種正交波形下ΜΙΜΟ雷達(dá)目標(biāo)的多波束聯(lián)合 測角和點(diǎn)跡融合方法,即正交波形下多輸入多輸出(Mult iple-I叩ut Multiple-Output, ΜΙΜΟ)雷達(dá)目標(biāo)的多波束聯(lián)合測角和點(diǎn)跡融合方法,適用于正交波形下集中式ΜΙΜΟ雷達(dá)目 標(biāo)的多波束聯(lián)合測角和點(diǎn)跡融合。
【背景技術(shù)】
[0002] 雷達(dá)在當(dāng)今和未來的電子戰(zhàn)中的作用不可替代,但由于科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展,使 得現(xiàn)代雷達(dá)面臨著電子干擾、超低空突防、福射導(dǎo)彈等威脅,因此必須改進(jìn)舊的雷達(dá)或者發(fā) 展新的雷達(dá)體制,進(jìn)而更好地完成目標(biāo)探測、跟蹤和識(shí)別的任務(wù);相控陣?yán)走_(dá)是近年來發(fā)展 較為成熟的一種先進(jìn)雷達(dá)體制,具有掃描速度快、波束形狀、波束指向變化快等特點(diǎn)。但相 控陣?yán)走_(dá)也存在難W消除的缺點(diǎn),如雷達(dá)目標(biāo)截面積閃爍、容易被地方反福射導(dǎo)彈攻擊、雷 達(dá)系統(tǒng)自由度較低等。
[0003] 進(jìn)入21世紀(jì)W來,在ΜΙΜΟ無線通信理論取得巨大成功的推動(dòng)下,一種新體制雷 達(dá)一一ΜΙΜΟ雷達(dá)正逐漸成為雷達(dá)界的研究熱點(diǎn);廣義上講,ΜΙΜΟ雷達(dá)定義通過發(fā)射多種信 號(hào)(時(shí)域分集、頻域分集)探測某一信道(即目標(biāo)),并采用相似的多種方式進(jìn)行信號(hào)接收處 理的任意雷達(dá)系統(tǒng),在此定義之下,相控陣?yán)走_(dá)、多基地/組網(wǎng)雷達(dá)分別為ΜΙΜΟ雷達(dá)的特例; 集中式ΜΙΜΟ雷達(dá)是相控陣?yán)走_(dá)的發(fā)展,并且集中式ΜΙΜΟ雷達(dá)能夠全向發(fā)射信號(hào),也能夠同 時(shí)發(fā)射多波束,而非相控陣?yán)走_(dá)采用聚焦波束福射能量。相比于傳統(tǒng)雷達(dá),集中式ΜΙΜΟ雷達(dá) 具有W下明顯優(yōu)勢:1)工作模式更加靈活;集中式ΜΙΜΟ雷達(dá)通過合理控制每個(gè)通道的發(fā)射 波形,動(dòng)態(tài)管理雷達(dá)電磁能量,綜合各種期望發(fā)射方向圖,從而使雷達(dá)工作模式更加靈活。 例如,執(zhí)行目標(biāo)捜索任務(wù)時(shí)采用全空域或?qū)挷ㄊI淠芰縒增大空域覆蓋范圍,進(jìn)行目標(biāo) 精確跟蹤時(shí)則改用同時(shí)發(fā)射多波束指向不同目標(biāo)W增強(qiáng)回波信號(hào)能量,提高雷達(dá)發(fā)射機(jī)能 量利用率;2)提高雷達(dá)的角度分辨力和參數(shù)估計(jì)精度;由于雷達(dá)發(fā)射波形的多樣性,且相比 相控陣?yán)走_(dá),集中式ΜΙΜΟ雷達(dá)擁有更多的信號(hào)處理自由度,綜合利用發(fā)射和接收陣列孔徑 提高雷達(dá)的角度分辨力和參數(shù)估計(jì)精度,用W增大雷達(dá)可探測目標(biāo)的數(shù)量;3)改善雷達(dá)對(duì) 多徑雜波的抑制性能;實(shí)際雷達(dá)環(huán)境中,地面或海面雷達(dá)回波的多次散射將導(dǎo)致雜波信號(hào) 的多徑傳播,在極端情況下,雜波信號(hào)經(jīng)多徑反射后到達(dá)雷達(dá)接收陣列的方向可能與目標(biāo) 的波達(dá)方向一致,此時(shí)雷達(dá)必須進(jìn)行發(fā)射自適應(yīng)波束形成才能有效抑制雜波;此外,傳統(tǒng)相 控陣?yán)走_(dá)發(fā)射端不具備自適應(yīng)處理的能力,然而集中式ΜΙΜΟ雷達(dá)能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)射一接收聯(lián)合 自適應(yīng)波束形成,為抑制多徑雜波提供了一條有效途徑。
[0004] 集中式ΜΙΜΟ雷達(dá)發(fā)射全正交波形,形成全方位功率福射方向圖,即雷達(dá)福射威力 范圍內(nèi)的各個(gè)方位福射能量近似相等,在正交波形下,集中式ΜΙΜΟ雷達(dá)通常采用泛探檢測 方式,即寬發(fā)多收,實(shí)現(xiàn)全方位內(nèi)的目標(biāo)同時(shí)檢測,用于實(shí)現(xiàn)快速目標(biāo)捜索,增強(qiáng)雷達(dá)工作 的靈活性,提高目標(biāo)檢測的實(shí)時(shí)性;另外,正交波形下的雷達(dá)各個(gè)陣元發(fā)射相互正交波形, 并在目標(biāo)位置進(jìn)行線性加權(quán)組合進(jìn)而形成后向散射回波,然后將該后向散射回波福射至雷 達(dá)各個(gè)接收陣元并分別進(jìn)行脈沖壓縮處理和其他常規(guī)目標(biāo)檢測處理。不同于機(jī)械掃描雷 達(dá),集中式ΜΙΜΟ雷達(dá)隨著天線旋轉(zhuǎn)即可確定目標(biāo)的位置和點(diǎn)跡方位,因而在全正交波形下, 需要通過角度測量確定各個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡的具體位置。
[0005] 但由于正交波形下集中式ΜΙΜΟ雷達(dá)包含的陣元的發(fā)射波形各不相同,需要進(jìn)行脈 沖綜合,使得集中式ΜΙΜΟ雷達(dá)各個(gè)方位回波的脈壓系數(shù)均不相同;并且在實(shí)際處理中,由于 目標(biāo)方位未知,使得正交波形接收處理中存在脈沖綜合損失,致使傳統(tǒng)相控陣?yán)走_(dá)上的單 脈沖測角技術(shù)將難W適用。另外,泛探處理模式下,不同波束有可能接收來自同一目標(biāo)的反 射能量,尤其在接收副瓣較高且接收增益存在波動(dòng)的情況下,該現(xiàn)象會(huì)頻繁發(fā)生,直接造成 雷達(dá)目標(biāo)檢測時(shí)的虛警概率提高。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 針對(duì)上述正交波形下集中式ΜΙΜΟ雷達(dá)目標(biāo)檢測存在的問題,本發(fā)明的目的在于提 出一種正交波形下ΜΙΜΟ雷達(dá)目標(biāo)的多波束聯(lián)合測角和點(diǎn)跡融合方法,W提高雷達(dá)目標(biāo)的角 度測量精度,降低雷達(dá)目標(biāo)檢測的虛警概率。
[0007] 為達(dá)到上述技術(shù)目的,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予W實(shí)現(xiàn)。
[0008] 一種正交波形下ΜΙΜΟ雷達(dá)目標(biāo)的多波束聯(lián)合測角和點(diǎn)跡融合方法,包括W下步 驟:
[0009] 步驟1,建立雷達(dá)在笛卡爾坐標(biāo)系中的幾何模型,并分別確定笛卡爾坐標(biāo)系中雷達(dá) 接收陣元個(gè)數(shù)Ν、雷達(dá)接收波束個(gè)數(shù)L和雷達(dá)威力福射空域范圍Ω,W及將第η個(gè)雷達(dá)接收陣 元的發(fā)射信號(hào)記為Sn,然后依次計(jì)算得到第η個(gè)雷達(dá)接收陣元在笛卡爾坐標(biāo)系下的位置矢 量Ρη、第i個(gè)雷達(dá)接收波束的中屯、指向01、第i個(gè)雷達(dá)接收波束的3地空域范圍Ωι和第i個(gè)雷 達(dá)接收波束的脈沖壓縮處理系數(shù)ci;其中,ie{l,2,…,L},ne{l,2,…,N},N表示笛卡爾坐 標(biāo)系中的雷達(dá)接收陣元個(gè)數(shù),L表示笛卡爾坐標(biāo)系中的雷達(dá)接收波束個(gè)數(shù);
[0010] 步驟2,將雷達(dá)威力福射空域范圍Ω對(duì)應(yīng)的檢測區(qū)域均勻劃分成K個(gè)檢測子區(qū)域, 計(jì)算得到第i個(gè)雷達(dá)接收波束的第k個(gè)檢測子區(qū)域增益gi化),進(jìn)而計(jì)算得到W第i個(gè)雷達(dá)接 收波束中屯、指向?yàn)榛鶞?zhǔn)的第k個(gè)檢測子區(qū)域的接收合成信號(hào)*·/(/);其中,ke{l,2,一,K},K 表示雷達(dá)威力福射空域范圍Ω對(duì)應(yīng)的檢測區(qū)域均勻劃分后包含的檢測子區(qū)域個(gè)數(shù);
[0011] 步驟3,對(duì)W第i個(gè)雷達(dá)接收波束中屯、指向?yàn)榛鶞?zhǔn)的第k個(gè)檢測子區(qū)域的接收合成 信號(hào)if擬進(jìn)行檢測處理,得到第i個(gè)雷達(dá)接收波束的目標(biāo)檢測結(jié)果集合化,所述目標(biāo)檢測結(jié) 果集合Di由Ml個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡組成,每一個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡包含目標(biāo)距離、目標(biāo)多普勒頻率和目標(biāo)強(qiáng) 度,Ml表示第i個(gè)雷達(dá)接收波束的目標(biāo)檢測結(jié)果集合化包含的目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù);
[001^ 步驟4,初始化:111居{1,2,一心^,111表示笛卡爾坐標(biāo)系內(nèi)心1個(gè)雷達(dá)接收波束中的 第m個(gè)雷達(dá)接收波束,且m初始值為1;
[001引步驟5,計(jì)算得到第m個(gè)雷達(dá)接收波束的目標(biāo)檢測結(jié)果集合Dm中Mm個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡各自 的角度測量值,然后提取目標(biāo)檢測結(jié)果集合Dm中Mm個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡各自的角度測量值中存在角 度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡,并按照第m個(gè)雷達(dá)接收波束的原始排列方式進(jìn)行排列,得到第m個(gè)雷 達(dá)接收波束的含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合6,,;其中,me {1,2,…,L-1},Mm表示第m個(gè)雷達(dá) 接收波束的目標(biāo)檢測結(jié)果集合Dm包含的目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù),L表示笛卡爾坐標(biāo)系中的雷達(dá)接收 波束個(gè)數(shù);
[0014] 步驟6,令m加1,重復(fù)步驟5,直到得到第個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度測量值的目 標(biāo)點(diǎn)跡集合,,并根據(jù)第レl個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合A 獲取 第L個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合0/ .進(jìn)而得到L個(gè)雷達(dá)接收波束含角 度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合序列D;
[0015] 步驟7,對(duì)L個(gè)雷達(dá)接收波束含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合序列D進(jìn)行點(diǎn)跡融合,得 到一個(gè)相干處理時(shí)間內(nèi)L個(gè)雷達(dá)接收波束含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合最終序列β。
[0016] 本發(fā)明的有益效果:
[0017] 第一,靈活性:本發(fā)明方法能夠根據(jù)實(shí)際信號(hào)處理能力,靈活增加或減少接收波位 個(gè)數(shù),并在滿足相鄰波位3地空域覆蓋范圍相鄰接的情況下,減少所需接收波束個(gè)數(shù),進(jìn)而 降低硬件復(fù)雜度;
[0018] 第二,可靠性:本發(fā)明方法通過和差比和角度區(qū)間雙重條件,保證了測角結(jié)果的準(zhǔn) 確性,并使用了多波束聯(lián)合點(diǎn)跡融合,降低了雷達(dá)的虛警概率;
[0019] 第Ξ,實(shí)時(shí)性強(qiáng):本發(fā)明方法能夠離線設(shè)計(jì)角度查找表,并根據(jù)確定的接收波位提 前進(jìn)行脈沖綜合增益損失補(bǔ)償,還能夠采用查表的方式實(shí)現(xiàn)角度測量,相比于其他計(jì)算實(shí) 現(xiàn)方式的實(shí)時(shí)性更強(qiáng)。
【附圖說明】
[0020] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0021] 圖1是本發(fā)明的一種正交波形下ΜΙΜΟ雷達(dá)目標(biāo)的多波束聯(lián)合測角和點(diǎn)跡融合方法 流程圖;
[0022] 圖2是本發(fā)明使用的雷達(dá)在笛卡爾坐標(biāo)系中的幾何模型示意圖;
[0023] 圖3是本發(fā)明的角度測量流程圖;
[0024] 圖4是本發(fā)明點(diǎn)跡融合子流程圖;
[0025] 圖5是本發(fā)明仿真時(shí)使用的一維等距線性陣列模型示意圖;
[0026] 圖6是本發(fā)明仿真時(shí)設(shè)計(jì)的全正交基帶信號(hào)時(shí)域波形示意圖;
[0027] 圖7是本發(fā)明仿真時(shí)設(shè)計(jì)的全正交波形合成的全空域功率福射方向圖;
[0028] 圖8是本發(fā)明仿真時(shí)設(shè)計(jì)的全正交波形的時(shí)域自相關(guān)特性示意圖;
[0029] 圖9是本發(fā)明仿真時(shí)設(shè)計(jì)的全正交波形的時(shí)域互相關(guān)特性示意圖;
[0030] 圖10是本發(fā)明仿真時(shí)設(shè)計(jì)的目標(biāo)回波脈沖壓縮結(jié)果示意圖;
[0031] 圖11是本發(fā)明仿真時(shí)某相干處理時(shí)間的多普勒處理結(jié)果示意圖;
[0032] 圖12是本發(fā)明仿真時(shí)利用本發(fā)明方法最終上報(bào)的點(diǎn)跡的距離-方位分布示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 參照圖1,為本發(fā)明的一種正交波形下ΜΙΜΟ雷達(dá)目標(biāo)的多波束聯(lián)合測角和點(diǎn)跡融 合方法流程圖;所述多波束聯(lián)合目標(biāo)角度測量和點(diǎn)跡融合方法,包括W下步驟:
[0034] 步驟1,建立雷達(dá)在笛卡爾坐標(biāo)系中的幾何模型,并分別確定笛卡爾坐標(biāo)系中雷達(dá) 接收陣元個(gè)數(shù)Ν、雷達(dá)接收波束個(gè)數(shù)L和雷達(dá)威力福射空域范圍Ω,W及將第η個(gè)雷達(dá)接收陣 元的發(fā)射信號(hào)記為Sn,然后依次計(jì)算得到第η個(gè)雷達(dá)接收陣元在笛卡爾坐標(biāo)系下的位置矢 量Ρη、第i個(gè)雷達(dá)接收波束的中屯、指向01、第i個(gè)雷達(dá)接收波束的3地空域范圍Ωι和第i個(gè)雷 達(dá)接收波束的脈沖壓縮處理系數(shù)ci;其中,ie{l,2,…,L},ne{l,2,…,N},N表示笛卡爾坐 標(biāo)系中的雷達(dá)接收陣元個(gè)數(shù),L表示笛卡爾坐標(biāo)系中的雷達(dá)接收波束個(gè)數(shù)。
[0035] 步驟1的子步驟為:
[0036] (1.1)建立雷達(dá)在笛卡爾坐標(biāo)系中的幾何模型,并分別確定笛卡爾坐標(biāo)系中雷達(dá) 接收陣元個(gè)數(shù)N、雷達(dá)接收波束個(gè)數(shù)L和雷達(dá)威力福射空域范圍Ω,W及第η個(gè)雷達(dá)接收陣元 的發(fā)射信號(hào)記為Sn,然后依次計(jì)算得到第η個(gè)雷達(dá)接收陣元在笛卡爾坐標(biāo)系下的位置矢量 Ρη,進(jìn)而分別獲得第η個(gè)雷達(dá)接收陣元在笛卡爾坐標(biāo)系中水平方位軸的投影Ρηχ和第η個(gè)雷達(dá) 接收陣元在笛卡爾坐標(biāo)系中俯仰方位軸的投影Ρηζ,然后分別計(jì)算得到笛卡爾坐標(biāo)系中雷達(dá) 水平天線孔徑長度Β和笛卡爾坐標(biāo)系中雷達(dá)俯仰維天線孔徑長度C。
[0037] 具體地,參照圖2,為本發(fā)明使用的雷達(dá)在笛卡爾坐標(biāo)系中的幾何模型示意圖;在 Ξ維坐標(biāo)系Χ0ΥΖ中,Ρη表示第η個(gè)雷達(dá)接收陣元在笛卡爾坐標(biāo)系下的位置矢量,dn表示第η個(gè) 雷達(dá)接收陣元回波信號(hào)的傳播矢量,η表示笛卡爾坐標(biāo)系中第η個(gè)雷達(dá)接收陣元,S表示笛卡 爾坐標(biāo)系中的雷達(dá)回波信號(hào)矢量;所述第η個(gè)雷達(dá)接收陣元在笛卡爾坐標(biāo)系下的位置矢量 Ρη,其表達(dá)式為:
[003引 Ρη= (Xn,yn,Zn)
[0039] 其中,Xn表示位置矢量pn在笛卡爾坐標(biāo)系中X軸上的投影長度,yn表示位置矢量pn 在笛卡爾坐標(biāo)系中y軸上的投影長度,Zn表示位置矢量Pn在笛卡爾坐標(biāo)系中Z軸上的投影長 度,ne{l,2,…,N},N表示笛卡爾坐標(biāo)系中的雷達(dá)接收陣元個(gè)數(shù)。
[0040] 所述笛卡爾坐標(biāo)系中雷達(dá)水平天線孔徑長度B和所述笛卡爾坐標(biāo)系中雷達(dá)俯仰維 天線孔徑長度C,其表達(dá)式分別為:
[0041]
[0042] 其中,ρηχ表示第η個(gè)雷達(dá)接收陣元在笛卡爾坐標(biāo)系中水平方位軸的投影,p(n-l)x表 示第n-1個(gè)雷達(dá)接收陣元在笛卡爾坐標(biāo)系中水平方位軸的投影,Pnz表示第η個(gè)雷達(dá)接收陣元 在笛卡爾坐標(biāo)系中俯仰方位軸的投影,ρ(η-?)ζ表示第η-1個(gè)雷達(dá)接收陣元在笛卡爾坐標(biāo)系中 俯仰方位軸的投影。
[0043] 如果僅考慮一維等距線陣,且僅考慮方位維時(shí),笛卡爾坐標(biāo)系中雷達(dá)只在方位維 具有角度分辨能力;如果僅考慮一維等距線陣,且僅考慮俯仰維時(shí),笛卡爾坐標(biāo)系中雷達(dá)只 在俯仰維具有角度分辨能力。
[0044] (1.2)根據(jù)笛卡爾坐標(biāo)系中雷達(dá)水平天線孔徑長度Β和笛卡爾坐標(biāo)系中雷達(dá)俯仰 維天線孔徑長度C,分別計(jì)算得到笛卡爾坐標(biāo)系中雷達(dá)水平維的3地波束寬度丫和笛卡爾坐 標(biāo)系中雷達(dá)俯仰維的3地波束寬度r。
[0045] 具體地,所述笛卡爾坐標(biāo)系中雷達(dá)水平維的3地波束寬度丫和所述笛卡爾坐標(biāo)系 中雷達(dá)俯仰維的3地波束寬度其表達(dá)式分別為:
[0046]
V表示笛卡爾坐標(biāo)系中雷達(dá)波長,且= 表示電磁波傳播速度, fc表示笛卡爾坐標(biāo)系中雷達(dá)的發(fā)射頻率,是常規(guī)雷達(dá)參數(shù);其中,3dB波束寬度是指笛卡爾 坐標(biāo)系中雷達(dá)接收增益下降至最大值的;^時(shí)對(duì)應(yīng)的雷達(dá)接收角度區(qū)間寬度。
[0047] (1.3)根據(jù)雷達(dá)威力福射空域范圍Ω,分別將雷達(dá)威力福射空域范圍Ω在笛卡爾 坐標(biāo)系中方位維的投影記為Ω γ,將雷達(dá)威力福射空域范圍Ω在笛卡爾坐標(biāo)系中俯仰維的 投影記為Ω,,然后分別計(jì)算得到笛卡爾坐標(biāo)系中方位維所需雷達(dá)接收波束個(gè)數(shù)Νγ和笛卡 爾坐標(biāo)系中俯仰維所需雷達(dá)接收波束個(gè)數(shù)。
[0048] 具體地,為了利用同時(shí)多接收波束實(shí)現(xiàn)全檢測空間的覆蓋,根據(jù)雷達(dá)威力福射空 域范圍Ω,獲得雷達(dá)分別在方位維和俯仰維各自的檢測角度區(qū)間,并分別將雷達(dá)威力福射 空域范圍Ω在笛卡爾坐標(biāo)系中方位維的投影記為Ω γ,將雷達(dá)威力福射空域范圍Ω在笛卡 爾坐標(biāo)系中俯仰維的投影記為然后分別計(jì)算得到笛卡爾坐標(biāo)系中方位維所需雷達(dá)接 收波束個(gè)數(shù)Νγ和笛卡爾坐標(biāo)系中俯仰維所需雷達(dá)接收波束個(gè)數(shù)馬,其表達(dá)式分別為:
[0049]
[0化0]其中,「·!表示取不小于?的最小整數(shù),丫表示笛卡爾坐標(biāo)系中雷達(dá)水平維的3地 波束寬度,r表示笛卡爾坐標(biāo)系中雷達(dá)俯仰維的3地波束寬度,Ωγ表示雷達(dá)威力福射空域 范圍Ω在笛卡爾坐標(biāo)系中方位維的投影,Ω:0表示雷達(dá)威力福射空域范圍Ω在笛卡爾坐標(biāo) 系中俯仰維的投影。
[0051] (1.4)根據(jù)雷達(dá)威力福射空域范圍Ω在笛卡爾坐標(biāo)系中方位維的投影Ωγ和雷達(dá) 威力福射空域范圍Ω在笛卡爾坐標(biāo)系中俯仰維的投影;Ω:0,Κ及笛卡爾坐標(biāo)系中方位維所 需雷達(dá)接收波束個(gè)數(shù)Νγ和笛卡爾坐標(biāo)系中俯仰維所需雷達(dá)接收波束個(gè)數(shù)^0,計(jì)算得到第i 個(gè)雷達(dá)接收波束的中屯、指向曰1。
[0化2]具體地,所述第i個(gè)雷達(dá)接收波束的中屯、指向θι表達(dá)式為:
丫 1表示第i個(gè)雷達(dá)接收波束的中屯、指向在方位維的投影,巧表示第i個(gè)雷達(dá)接收 波束的中屯、指向在俯仰維的投影,i表示笛卡爾坐標(biāo)系內(nèi)L個(gè)雷達(dá)接收波束個(gè)數(shù)中的第i個(gè) 雷達(dá)接收波束,i e {1,2,…,L},L表示笛卡爾坐標(biāo)系中的雷達(dá)接收波束個(gè)數(shù)。
[0053] (1.5)根據(jù)第i個(gè)雷達(dá)接收波束的中屯、指向θι、笛卡爾坐標(biāo)系中雷達(dá)水平維的3地 波束寬度γ和笛卡爾坐標(biāo)系中雷達(dá)俯仰維的3地波束寬度0,計(jì)算得到第i個(gè)雷達(dá)接收波束 的3地空域范圍Ωι。
[0054] 具體地,所述第i個(gè)雷達(dá)接收波束的3地空域范圍Ωι為第i個(gè)雷達(dá)接收波束的3地 水平角度集合和第i個(gè)雷達(dá)接收波束的3地俯仰角度集合的并集,其表達(dá)式為:、
[0化5]
[0化6]
[0化7]其中,Ω 1Y表示第i個(gè)雷達(dá)接收波束的3地空域范圍Ω 1在方位維的投影,Ω,:ρ表示第 i個(gè)雷達(dá)接收波束的3地空域范圍Ω 1在俯仰維的投影,丫 1表示第i個(gè)雷達(dá)接收波束的中屯、指 向在方位維的投影,巧表示第i個(gè)雷達(dá)接收波束的中屯、指向在俯仰維的投影,γ表示笛卡爾 坐標(biāo)系中雷達(dá)水平維的3地波束寬度,取表示笛卡爾坐標(biāo)系中雷達(dá)俯仰維的3地波束寬度。 [005引(1.6)根據(jù)第i個(gè)雷達(dá)接收波束中屯、指向θι和第η個(gè)雷達(dá)接收陣元的發(fā)射信號(hào)為sn, 計(jì)算得到第i個(gè)雷達(dá)接收波束的脈沖壓縮系數(shù)Cl,其表達(dá)式為:
[0化9]
[0060] 其中,flipl;r( ·)表示序列反序操作,ne {1,2,···,N},N表示笛卡爾坐標(biāo)系中的雷 達(dá)接收陣元個(gè)數(shù),i e {1,2,…,U,L表示笛卡爾坐標(biāo)系中的雷達(dá)接收波束個(gè)數(shù),pn表示第η 個(gè)雷達(dá)接收陣元在笛卡爾坐標(biāo)系下的位置矢量,di表示第i個(gè)雷達(dá)接收波束的傳播矢量, cl,. =(cos巧cos片cos巧.sin片sin巧),丫康示第i個(gè)雷達(dá)接收波束的中屯、指向在方位維的投 影,巧表示第i個(gè)雷達(dá)接收波束的中屯、指向在俯仰維的投影,λ表示笛卡爾坐標(biāo)系中雷達(dá)波 長,?表示點(diǎn)積運(yùn)算,上標(biāo)*表示共輛。
[0061] 步驟2,將雷達(dá)威力福射空域范圍Ω對(duì)應(yīng)的檢測區(qū)域均勻劃分成Κ個(gè)檢測子區(qū)域, 計(jì)算得到第i個(gè)雷達(dá)接收波束的第k個(gè)檢測子區(qū)域增益gi化),進(jìn)而計(jì)算得到W第i個(gè)雷達(dá)接 收波束中屯、指向?yàn)榛鶞?zhǔn)的第k個(gè)檢測子區(qū)域的接收合成信號(hào)I·/托);其中,i e {1,2,…,U,m e {1,2,…,},L表示笛卡爾坐標(biāo)系中的雷達(dá)接收波束個(gè)數(shù)。
[0062] 具體地,將雷達(dá)威力福射空域范圍Ω對(duì)應(yīng)的檢測區(qū)域均勻劃分成K個(gè)檢測子區(qū)域, 計(jì)算得到第i個(gè)雷達(dá)接收波束的第k個(gè)檢測子區(qū)域增益gi化),進(jìn)而計(jì)算得到W第i個(gè)雷達(dá)接 收波束中屯、指向?yàn)榛鶞?zhǔn)的第k個(gè)檢測子區(qū)域的接收合成信號(hào)if巧;其中,?ε{1,2,···,υ,1 表示笛卡爾坐標(biāo)系中的雷達(dá)接收波束個(gè)數(shù);k表示第k個(gè)檢測子區(qū)域,ke {1,2,…,Κ},Κ表示 雷達(dá)威力福射空域范圍Ω對(duì)應(yīng)的檢測區(qū)域均勻劃分后包含的檢測子區(qū)域個(gè)數(shù)。
[0063] 具體地,確定第i個(gè)雷達(dá)接收波束的加權(quán)矢量為wi,并將雷達(dá)威力福射空域范圍Ω 對(duì)應(yīng)的檢測區(qū)域均勻劃分成K個(gè)檢測子區(qū)域,計(jì)算得到第i個(gè)雷達(dá)接收波束的第k個(gè)檢測子 區(qū)域增益gi化),其表達(dá)式為:
[0064]
[00化]其中,.表示點(diǎn)積運(yùn)算,ne{l,2,...,N},ie{l,2,...,U,ke{l,2,...,K},N 表示笛 卡爾坐標(biāo)系中的雷達(dá)接收陣元個(gè)數(shù),L表示笛卡爾坐標(biāo)系中的雷達(dá)接收波束個(gè)數(shù),K表示雷 達(dá)威力福射空域范圍Ω對(duì)應(yīng)的檢測區(qū)域均勻劃分后包含的檢測子區(qū)域個(gè)數(shù),pn表示第η個(gè) 雷達(dá)接收陣元在笛卡爾坐標(biāo)系下的位置矢量,di表示第i個(gè)雷達(dá)接收波束的傳播矢量,dk表 示雷達(dá)威力福射空域范圍Ω中第k個(gè)檢測子區(qū)域的傳播矢量,=(sin巧cos?vsin巧sin7A.,co.s巧.), 病表示雷達(dá)威力福射空域范圍Ω中第k個(gè)檢測子區(qū)域的中屯、方位在俯仰維的投影分量,丫 k 表示雷達(dá)威力福射空域范圍Ω中第k個(gè)檢測子區(qū)域的中屯、方位在方位維的投影分量,Win表 示第i個(gè)雷達(dá)接收波束的加權(quán)矢量中第η個(gè)元素,λ表示笛卡爾坐標(biāo)系中雷達(dá)波長。
[0066] 根據(jù)笛卡爾坐標(biāo)系中第η個(gè)雷達(dá)接收陣元的發(fā)射信號(hào)sn,將笛卡爾坐標(biāo)系中第η個(gè) 雷達(dá)接收陣元的發(fā)射信號(hào)向量記為Sn(t),Sn(t)是關(guān)于時(shí)間t的向量序列,則計(jì)算得到W第i 個(gè)雷達(dá)接收波束中屯、指向?yàn)榛鶞?zhǔn)的第k個(gè)檢測子區(qū)域的方位合成信號(hào)Ck(t),其表達(dá)式為:
[0067]
[006引其中,ne{l,2,...,N},ie{l,2,...,L},ke{l,2,...,K},N表示笛卡爾坐標(biāo)系中的 雷達(dá)接收陣元個(gè)數(shù),L表示笛卡爾坐標(biāo)系中的雷達(dá)接收波束個(gè)數(shù),K表示雷達(dá)威力福射空域 范圍Ω對(duì)應(yīng)的檢測區(qū)域均勻劃分后包含的檢測子區(qū)域個(gè)數(shù),pn表示第η個(gè)雷達(dá)接收陣元在 笛卡爾坐標(biāo)系下的位置矢量,di表示第i個(gè)雷達(dá)接收波束的傳播矢量,dk表示雷達(dá)威力福射 空域范圍Ω中第k個(gè)檢測子區(qū)域的傳播矢量,?表示點(diǎn)積運(yùn)算,λ表示笛卡爾坐標(biāo)系中雷達(dá) 波長。
[0069] 所述第k個(gè)檢測子區(qū)域的方位合成信號(hào)為Ck(t)經(jīng)過后向散射后再使用第k個(gè)檢測 子區(qū)域增益gi化)進(jìn)行陣列加權(quán),計(jì)算得到W第i個(gè)雷達(dá)接收波束中屯、指向?yàn)榛鶞?zhǔn)的第k個(gè) 檢測子區(qū)域的接收合成信號(hào)if約=(:,,(7值.(化其中,1£{1,2,。',化111£{1,2,。'心^,1^表 示笛卡爾坐標(biāo)系中的雷達(dá)接收波束個(gè)數(shù);k表示第k個(gè)檢測子區(qū)域,4£{1,2,一,",1(表示雷 達(dá)威力福射空域范圍Ω對(duì)應(yīng)的檢測區(qū)域均勻劃分后包含的檢測子區(qū)域個(gè)數(shù)。
[0070] 根據(jù)W第i個(gè)雷達(dá)接收波束中屯、指向?yàn)榛鶞?zhǔn)的第k個(gè)檢測子區(qū)域的接收合成信號(hào) 計(jì)算第m個(gè)雷達(dá)接收波束的角度測量查找表中的最大值maxm和第m個(gè)雷達(dá)接收波束的 角度測量查找表中的最小值minm,其得到過程為;
[0071] (2.1)初始化:巧{1,2,。',14,111£{1,2,。',心1},1^表示笛卡爾坐標(biāo)系中的雷達(dá)接 收波束個(gè)數(shù);k表示第k個(gè)檢測子區(qū)域,且k的初值為1古£{1,2,-,,",1(表示雷達(dá)威力福射 空域范圍Ω對(duì)應(yīng)的檢測區(qū)域均勻劃分后包含的檢測子區(qū)域個(gè)數(shù)。
[0072] (2.2)采用第i個(gè)雷達(dá)接收波束的脈沖壓縮系數(shù)Cl對(duì)W第i個(gè)雷達(dá)接收波束中屯、指 向?yàn)榛鶞?zhǔn)的第k個(gè)檢測子區(qū)域的方位向合成信號(hào)r/'(〇進(jìn)行脈沖壓縮處理,得到第k個(gè)檢測子 區(qū)域脈壓信號(hào)yk。
[0073] (2.3)令k加1,重復(fù)子步驟(2.2),直到得到第K個(gè)檢測子區(qū)域脈壓信號(hào)yK,并分別 計(jì)算K個(gè)檢測子區(qū)域各自脈壓信號(hào)模值,然后選取K個(gè)檢測子區(qū)域各自脈壓信號(hào)模值中的最 大值,作為第i個(gè)雷達(dá)接收波束的脈沖綜合損失加權(quán)向量li,其表達(dá)式為:
[0074] li= [max{ I yi I ,…,I yk I ,…,I γκ I }]
[0075] 其中,max表示求取最大值操作,yk表示第k個(gè)檢測子區(qū)域脈壓信號(hào),Κ表示雷達(dá)威 力福射空域范圍Ω對(duì)應(yīng)的檢測區(qū)域均勻劃分后包含的檢測子區(qū)域個(gè)數(shù),ie{l,2,-,,U,L 表示笛卡爾坐標(biāo)系中的雷達(dá)接收波束個(gè)數(shù)。
[0076] (2.4)根據(jù)第i個(gè)雷達(dá)接收波束的第k個(gè)檢測子區(qū)域增益gi化)和第i個(gè)雷達(dá)接收波 束的脈沖綜合損失加權(quán)向量li,計(jì)算得到第i個(gè)雷達(dá)接收波束的實(shí)際接收波束增益穿, 客,=g,〇l,,Θ表示化damard乘積,gi表示第i個(gè)雷達(dá)接收波束的第k個(gè)檢測子區(qū)域增益gi 化)。
[0077] (2.5)根據(jù)第i個(gè)雷達(dá)接收波束的實(shí)際接收波束增益致,分別計(jì)算得到第m個(gè)雷達(dá)接 收波束與第m+1個(gè)雷達(dá)接收波束之間的和波束及第m個(gè)雷達(dá)接收波束與第m+1個(gè)雷達(dá) 接收波束之間的差波束A m,其表達(dá)式分別為:
[007引
[00巧]其中,g,"表示第m個(gè)雷達(dá)接收波束的實(shí)際接收波束增益,襄表示第m+1個(gè)雷達(dá)接收 波束的實(shí)際接收波束增益,111£{1,2,''',心1},1^表示笛卡爾坐標(biāo)系中的雷達(dá)接收波束個(gè)數(shù)。 [0080] (2.6)根據(jù)第m個(gè)雷達(dá)接收波束的和波束及第m個(gè)雷達(dá)接收波束的差波束 Δ m,計(jì)算得到第m個(gè)雷達(dá)接收波束的角度測量查找表rm( Θm),其表達(dá)式為:
[0081 ] rm(0m)= Am(0m)./Xm(0m)
[0082] 其中,./表示向量點(diǎn)除運(yùn)算,Δ m( 0m)表示空域覆蓋范圍0m內(nèi)第m個(gè)雷達(dá)接收波束 與第m+1個(gè)雷達(dá)接收波束之間的差波束,Sm( 0m)表示空域覆蓋范圍0m內(nèi)第m個(gè)雷達(dá)接收波 束與第m+1個(gè)雷達(dá)接收波束之間的和波束,0m表示第m個(gè)雷達(dá)接收波束所能測角的空域覆 蓋范圍,Θ 0m+l,Θ。表示第m個(gè)雷達(dá)接收波束中屯、指向,表示第m+1個(gè)雷達(dá)接收波束 中屯、指向
Ω 丫表不雷達(dá)威力福射至域化圍Ω在 笛卡爾坐標(biāo)系中方位維的投影,表示雷達(dá)威力福射空域范圍Ω在笛卡爾坐標(biāo)系中俯仰 維的投影,Νγ表示笛卡爾坐標(biāo)系中方位維所需雷達(dá)陣元個(gè)數(shù),Λ'0表示笛卡爾坐標(biāo)系中俯仰 維所需雷達(dá)陣元個(gè)數(shù),即表明第m個(gè)雷達(dá)接收波束與第m+1個(gè)雷達(dá)接收波束所能測角的空域 覆蓋范圍0m是位于兩個(gè)相鄰雷達(dá)接收波束中屯、指向之間的可檢測空域范圍。
[0083] 然后根據(jù)第m個(gè)雷達(dá)接收波束的角度測量查找表rm( 0m),計(jì)算得到第m個(gè)雷達(dá)接收 波束的角度測量查找表中的最大值maxm和第m個(gè)雷達(dá)接收波束的角度測量查找表中的最小 值minm,其表達(dá)式分別為:
[0084] maxm=max{;rm( @m)},minm=min{;rm( @m)}。
[0085] 步驟3,對(duì)W第i個(gè)雷達(dá)接收波束中屯、指向?yàn)榛鶞?zhǔn)的第k個(gè)檢測子區(qū)域的接收合成 信號(hào)if腳進(jìn)行檢測處理,得到第i個(gè)雷達(dá)接收波束的目標(biāo)檢測結(jié)果集合化,所述目標(biāo)檢測結(jié) 果集合Di由Ml個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡組成,每一個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡包含目標(biāo)距離、目標(biāo)多普勒頻率和目標(biāo)強(qiáng) 度,Ml表示第i個(gè)雷達(dá)接收波束的目標(biāo)檢測結(jié)果集合Di包含的目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù),i e {1,2,…, U,L表示笛卡爾坐標(biāo)系中的雷達(dá)接收波束個(gè)數(shù);ke {1,2,···,Κ},Κ表示雷達(dá)威力福射空域 范圍Ω對(duì)應(yīng)的檢測區(qū)域均勻劃分后包含的檢測子區(qū)域個(gè)數(shù),第k個(gè)檢測子區(qū)域?qū)?yīng)的中屯、 指向與第i個(gè)雷達(dá)接收波束中屯、指向相同。
[0086] 具體地,對(duì)W第i個(gè)雷達(dá)接收波束中屯、指向?yàn)榛鶞?zhǔn)的第k個(gè)檢測子區(qū)域的接收合成 信號(hào)r/'(0進(jìn)行檢測處理,所述檢測處理由實(shí)際應(yīng)用中的具體雷達(dá)體制決定,其中雷達(dá)為相 參雷達(dá)或非相參雷達(dá)。
[0087] 當(dāng)雷達(dá)為相參雷達(dá)時(shí),所述檢測處理為:對(duì)W第i個(gè)雷達(dá)接收波束中屯、指向?yàn)榛鶞?zhǔn) 的第k個(gè)檢測子區(qū)域的接收合成信號(hào)r;'(〇依次進(jìn)行脈沖壓縮處理、相參積累和恒虛警處理, 得到第i個(gè)雷達(dá)接收波束的目標(biāo)檢測結(jié)果集合化;所述相參積累是對(duì)脈沖壓縮處理后第i個(gè) 雷達(dá)接收波束的相鄰多個(gè)雷達(dá)接收波束的幅相同時(shí)進(jìn)行加權(quán)處理。
[0088] 當(dāng)雷達(dá)為非相參雷達(dá)時(shí),所述檢測處理為:對(duì)W第i個(gè)雷達(dá)接收波束中屯、指向?yàn)榛?準(zhǔn)的第k個(gè)檢測子區(qū)域的接收合成信號(hào)護(hù)巧依次進(jìn)行脈沖壓縮處理、非相參積累和恒虛警 處理,得到第i個(gè)雷達(dá)接收波束的目標(biāo)檢測結(jié)果集合化;所述非相參積累是將脈沖壓縮處理 后第i個(gè)雷達(dá)接收波束的相鄰多個(gè)雷達(dá)接收波束的幅度值相加。
[0089] 步驟4,初始化:111£{1,2,''',心1},111表示笛卡爾坐標(biāo)系內(nèi)心1個(gè)雷達(dá)接收波束個(gè)數(shù) 中的第m個(gè)雷達(dá)接收波束,m也表示迭代次數(shù),且m初始值為1。
[0090] 步驟5,計(jì)算得到第m個(gè)雷達(dá)接收波束的目標(biāo)檢測結(jié)果集合Dm中Mm個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡各自 的角度測量值,然后提取目標(biāo)檢測結(jié)果集合Dm中Mm個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡各自的角度測量值中存在角 度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡,并按照第m個(gè)雷達(dá)接收波束的原始排列方式進(jìn)行排列,得到第m個(gè)雷 達(dá)接收波束的含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合馬^;其中,me {1,2,···,kl},Mm表示第m個(gè)雷達(dá) 接收波束的目標(biāo)檢測結(jié)果集合Dm包含的目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù),L表示笛卡爾坐標(biāo)系中的雷達(dá)接收 波束個(gè)數(shù)。
[0091] 參照圖3,為本發(fā)明的角度測量流程圖;計(jì)算得到第m個(gè)雷達(dá)接收波束的目標(biāo)檢測 結(jié)果集合Dm中Mm個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡各自的角度測量值,其過程為:
[0092] (5.1)初始化:Mm表示第m個(gè)雷達(dá)接收波束的目標(biāo)檢測結(jié)果集合Dm包含的目標(biāo)點(diǎn)跡 總數(shù),m' e {1,2,···,Mi},m'表示目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Mm中第m'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡,m'也表示迭代次數(shù),且 m'初始值為1; Θ表示角度測量值,f表示目標(biāo)標(biāo)志位,并且目標(biāo)角度測量值Θ和目標(biāo)標(biāo)志位f 的初始值均為0;對(duì)第m個(gè)雷達(dá)接收波束的目標(biāo)檢測結(jié)果集合Dm中的目標(biāo)點(diǎn)跡進(jìn)行信息擴(kuò) 充,除了第m個(gè)雷達(dá)接收波束的目標(biāo)檢測結(jié)果集合Dm中包含的目標(biāo)距離、目標(biāo)多普勒頻率和 目標(biāo)強(qiáng)度之外,進(jìn)一步增加目標(biāo)角度測量值Θ和目標(biāo)標(biāo)志位f,并且目標(biāo)角度測量值Θ和目標(biāo) 標(biāo)志位f的初始值均為0。
[0093] (5.2)如果第m個(gè)雷達(dá)接收波束的目標(biāo)檢測結(jié)果集合Dm不為空集,統(tǒng)計(jì)第m個(gè)雷達(dá) 接收波束的目標(biāo)檢測結(jié)果集合Dm包含的目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Mm,并判斷目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Mm中包含的 目標(biāo)點(diǎn)跡是否在第m個(gè)雷達(dá)接收波束相鄰的下一個(gè)雷達(dá)接收波束中同樣存在,即在第m+1個(gè) 雷達(dá)接收波束的目標(biāo)檢測結(jié)果集合Dm+沖尋找與目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Mm中第m'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dm'具有 相同距離和速度的目標(biāo)點(diǎn)跡式,,;
[0094] 如果第m+1個(gè)雷達(dá)接收波束的目標(biāo)檢測結(jié)果集合Dm+沖存在與目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Mm中 第m'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dm'具有相同距離和速度的目標(biāo)點(diǎn)跡,表明目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Mm中第m'個(gè)目標(biāo) 點(diǎn)跡dm'和第m' + l個(gè)雷達(dá)接收波束的目標(biāo)檢測結(jié)果集合中的目標(biāo)點(diǎn)跡4,來自同一目標(biāo)的后 向散射,然后判斷目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Mm中第m'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dm'的目標(biāo)標(biāo)志位fV :如果目標(biāo)標(biāo)志位 fm' = 2或者fV = 1,則表明目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Mm中第m'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dm'已經(jīng)與第m個(gè)雷達(dá)接收波束 相鄰的前一個(gè)雷達(dá)接收波束相關(guān)聯(lián),并將第m+1個(gè)雷達(dá)接收波束的目標(biāo)檢測結(jié)果集合Dm+1中 第m'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡4,的目標(biāo)標(biāo)志位/m,置為2,執(zhí)行子步驟(5.4);
[009引如果目標(biāo)標(biāo)志位fm' = 0,則表明目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Mm中第m '個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dm'是新出現(xiàn)的 目標(biāo)點(diǎn)跡,并將第m+1個(gè)雷達(dá)接收波束的目標(biāo)檢測結(jié)果集合Dm+沖與目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Mm中第m' 個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dm'表示的同一目標(biāo)的目標(biāo)點(diǎn)跡氣,的目標(biāo)標(biāo)志位見,置為1,進(jìn)行子步驟巧.3);
[0096] 如果第m+1個(gè)雷達(dá)接收波束的目標(biāo)檢測結(jié)果集合Dm+i中不存在與目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Mm 中第m'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dm'具有相同距離和速度的目標(biāo)點(diǎn)跡^,,則進(jìn)一步判斷目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Mm中 第m'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dm'的目標(biāo)標(biāo)志位fm' :如果目標(biāo)標(biāo)志位fm' =2或者fm' = 1,則表明目標(biāo)點(diǎn)跡總 數(shù)Mm中第m'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dm'已經(jīng)與第m個(gè)雷達(dá)接收波束相鄰的前一個(gè)雷達(dá)接收波束相關(guān)聯(lián), 并直接舍棄目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Mm中第m'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dm' ;如果目標(biāo)標(biāo)志位fm' =0,表明目標(biāo)點(diǎn)跡總 數(shù)Mm中第m'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dm'是新出現(xiàn)的目標(biāo)點(diǎn)跡,由于目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Mm中第m'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dm' 存在于第m個(gè)雷達(dá)接收波束內(nèi),因此將第m個(gè)雷達(dá)接收波束的中屯、指向作為目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Mm 中第m '個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dm'的目標(biāo)角度測量值,即0m'= ,進(jìn)行子步驟巧.4 )。
[0097] (5.3)計(jì)算目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Mm中第m'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dm'和第m+1個(gè)雷達(dá)接收波束的目標(biāo) 檢測結(jié)果集合Dm+1中第m'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡??。,的和差比IV,如果和差比IV在區(qū)間[minm',maxm' ] 內(nèi),即minm'《IV《maxm',則計(jì)算得到目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Mm中第m'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dm'的角度測量值 白m ;
[009引如果和差比rm'不在區(qū)間[minm',maxm']內(nèi),則直接舍棄目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Mm中第m'個(gè)目 標(biāo)點(diǎn)跡dm',執(zhí)行子步驟巧.4);
[0099] 其中,maxm'表示第m'個(gè)雷達(dá)接收波束的角度測量查找表中的最大值,mirw表示第 m'個(gè)雷達(dá)接收波束的角度測量查找表中的最小值。
[0100] 具體地,所述目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Mm中第m'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dm'和第m+1個(gè)雷達(dá)接收波束的目 標(biāo)檢測結(jié)果集合Dm+沖第m'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡4的和差比rm',其表達(dá)式為:
[0101]
[0102] 其中,gm'表示目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Mm中第m'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dm'的強(qiáng)度,客表示第m+1個(gè)雷達(dá) 接收波束的目標(biāo)檢測結(jié)果集合Dm+i中第m'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡4,的強(qiáng)度。
[0103] 所述計(jì)算得到目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Mm中第m'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dm'的角度測量值0m',其過程為:
[0104] 首先獲取第m個(gè)雷達(dá)接收波束的角度測量查找表rm( 0m),并利用和差比rm'分別減 去第m個(gè)雷達(dá)接收波束的角度測量查找表rm(0m)中的每一項(xiàng),得到目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Mm中第m' 個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dm'的角度差值向量Δ。
[0105] 然后獲取目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Mm中第m'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dm'的角度差值向量A r的模值最小值 rmin,:rmin=min{ Δγ},并得到與模值最小值rmin對(duì)應(yīng)的索引indexm',進(jìn)而得到與索引indexm' 對(duì)應(yīng)的角度測量值,即得到目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Mm中第m'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dm'的角度測量值0m'。
[0106] (5.4)令m'加1,依次重復(fù)執(zhí)行子步驟(5.2)和子步驟(5.3),直到得到目標(biāo)點(diǎn)跡總 數(shù)Mm中第Mm個(gè)點(diǎn)跡馬《:"的角度測量值馬/,",此時(shí)得到目標(biāo)檢測結(jié)果集合Dm中Mm個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡各 自的角度測量值。
[0107] 然后提取目標(biāo)檢測結(jié)果集合Dm中Mm個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡各自的角度測量值中存在角度測量 值的目標(biāo)點(diǎn)跡,并按照第m個(gè)雷達(dá)接收波束的原始排列方式進(jìn)行排列,得到第m個(gè)雷達(dá)接收 波束的含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合馬Μ;其中,me {1,2,…,L-1},Mm表示第m個(gè)雷達(dá)接收波 束的目標(biāo)檢測結(jié)果集合Dm包含的目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù),L表示笛卡爾坐標(biāo)系中的雷達(dá)接收波束個(gè) 數(shù)。
[0108] 步驟6,令m加1,重復(fù)步驟5,直到得到第個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度測量值的目 標(biāo)點(diǎn)跡集合4_1,并根據(jù)第L-1個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合4_,,獲取 第L個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合A,進(jìn)而得到L個(gè)雷達(dá)接收波束各自 含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合序列D。
[0109] 具體地,根據(jù)第i個(gè)雷達(dá)接收波束的目標(biāo)檢測結(jié)果集合Di獲取第L個(gè)雷達(dá)接收波束 的目標(biāo)檢測結(jié)果集合化時(shí),首先判斷第L個(gè)雷達(dá)接收波束的檢測結(jié)果集合化是否為空:如果 為空,則將第1個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合A到第個(gè)雷達(dá)接收波束 的含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合A_i,作為L個(gè)雷達(dá)接收波束各自含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn) 跡集合序列D,執(zhí)行步驟7;如果不為空,則參照圖3對(duì)第L個(gè)雷達(dá)接收波束的檢測結(jié)果集合化 包含的化個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡分別進(jìn)行角度測量,包括W下子步驟:
[0110] (6.1)初始化:9£{1,2,-,,化},化表示第1個(gè)雷達(dá)接收波束的檢測結(jié)果集合化包含 的目標(biāo)點(diǎn)跡個(gè)數(shù),P表示第L個(gè)雷達(dá)接收波束的檢測結(jié)果集合化包含的化個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡中第P個(gè) 目標(biāo)點(diǎn)跡,P也表示迭代次數(shù),且P初始值為1。
[0111] 在計(jì)算第心1個(gè)雷達(dá)接收波束的檢測結(jié)果集合Dl-1包含的化-1個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡每一個(gè)目 標(biāo)點(diǎn)跡的角度測量值過程中,已經(jīng)得到第L個(gè)雷達(dá)接收波束的檢測結(jié)果集合化包含的化個(gè)目 標(biāo)點(diǎn)跡中每一個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡的目標(biāo)標(biāo)志位。
[0112] (6.2)如果目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)化中第P個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dp的標(biāo)志位fP = 2或者fP = 1,表明目 標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)化中第P個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dp已經(jīng)與第心1個(gè)雷達(dá)接收波束中的第P個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dp相關(guān) 聯(lián),則直接舍棄目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Ml中第P個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡;如果目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Ml中第P個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dp 的標(biāo)志位fp = 〇,則將第L個(gè)雷達(dá)接收波束的中屯、方位目標(biāo)作為目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Ml中第P個(gè)目標(biāo) 點(diǎn)跡dp的角度測量值,即0p = 0L;
[011引(6.3)令P加1,重復(fù)子步驟(6.2),直到得到目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Ml中化個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡各自對(duì) 應(yīng)的角度測量值,化《化,并將目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)化中化個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡各自對(duì)應(yīng)的角度測量值,作 為第L個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合,然后將第1個(gè)雷達(dá)接收波束的含 角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合?到第L個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合另£, 作為L個(gè)雷達(dá)接收波束含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合序列D,執(zhí)行步驟7。
[0114] 步驟7,為了降低虛警概率,對(duì)L個(gè)雷達(dá)接收波束含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合序 列D進(jìn)行點(diǎn)跡融合,得到一個(gè)相干處理時(shí)間內(nèi)L個(gè)雷達(dá)接收波束含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集 合最終序列.6 :。
[0115] 參照圖4,為本發(fā)明進(jìn)行點(diǎn)跡融合的流程圖;步驟7的具體子步驟為:
[0116] (7.1)初始化:j表示第j個(gè)雷達(dá)接收波束,且j初始值為1,j Ε {1,2,…,U,L表示笛 卡爾坐標(biāo)系中的雷達(dá)接收波束個(gè)數(shù),并將L個(gè)雷達(dá)接收波束含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合 序列D中所有目標(biāo)標(biāo)志位分別重置為0。
[0117] η'表示第j個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合4包含的目標(biāo)點(diǎn)跡總 數(shù)廢中第η '個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡,η '的初始值化。
[0118] (7.2)如果第j個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡堯介D為空集,則執(zhí)行 子步驟(7.5);如果第j個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合貧^不為空集,且第j 個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合包含的目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)為Μ,,,時(shí),執(zhí)行子 步驟(7.3);
[0119] (7.3)如果第j個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合A包含的目標(biāo)點(diǎn) 跡總數(shù)妨。,中第η '個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡山'的目標(biāo)標(biāo)志位fn' = 2,則表明目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)化,,中第η '個(gè)目 標(biāo)點(diǎn)跡山'為多余目標(biāo)點(diǎn)跡,直接舍棄,執(zhí)行子步驟(7.4);否則,轉(zhuǎn)至子步驟(7.6);
[0120] (7.4)令η'加1,重復(fù)子步驟(7. 3),直到得到目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)化,中第妨,,,個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡 <化,的目標(biāo)標(biāo)志位Λ,;如果目標(biāo)標(biāo)志位為。,=2,則表明目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)短《,中第新個(gè)目標(biāo)點(diǎn) 跡聲^,為多余目標(biāo)點(diǎn)跡,直接舍棄,此時(shí)完成了第j個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度測量值的目標(biāo) 點(diǎn)跡集合的目標(biāo)點(diǎn)跡融合,得到第j個(gè)雷達(dá)接收波束進(jìn)行目標(biāo)點(diǎn)跡融合后的角度測量值 集合4,并執(zhí)行子步驟(7.5);否則,轉(zhuǎn)至子步驟(7.6);特別地,如果當(dāng)前j = L時(shí),執(zhí)行子步 驟(7.9);
[0121] (7.5)令j加1,返回子步驟(7.2),直到得到第個(gè)雷達(dá)接收波束進(jìn)行目標(biāo)點(diǎn)跡融 合后的角度測量值集合4_,,此時(shí)得到第1個(gè)雷達(dá)接收波束進(jìn)行目標(biāo)點(diǎn)跡融合后的角度測量 值集合4到第レl個(gè)雷達(dá)接收波束進(jìn)行目標(biāo)點(diǎn)跡融合后的角度測量值集合鳥_1,并執(zhí)行子 步驟(7.8)。
[0122] (7.6)在第j+1個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合資,+1中尋找與目標(biāo) 點(diǎn)跡總數(shù)茲中第η '個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡山'同時(shí)滿足如下條件的目標(biāo)點(diǎn)跡品,,,:
[0123]
[0124] 其中,山'(1)表示目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)祗中第η'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡山'的距離,<-/"〇)表示第j+1 個(gè)雷達(dá)接收波束的含目標(biāo)角度測量值集合復(fù),+1中第η '個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡4的距離,山·(2)表示目 標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)孩。,中第η '個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡山'的速度,??,, Ρ)表示第j+1個(gè)雷達(dá)接收波束的含目標(biāo)角 度測量值集合中第η'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡知的速度,山·(4)表示目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)撼。沖第η'個(gè)目標(biāo) 點(diǎn)跡山'的角度測量值,式,(4)表示第j+1個(gè)雷達(dá)接收波束的含目標(biāo)角度測量值集合孩,+沖第 η '個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡馬,的角度測量值,祁表示預(yù)設(shè)的目標(biāo)距離誤差值,Sfd表示預(yù)設(shè)的目標(biāo)速度誤 差值,δθ表示預(yù)設(shè)的目標(biāo)角度測量誤差值,M。,表示第j個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度測量值的 目標(biāo)點(diǎn)跡集合6,包含的目標(biāo)點(diǎn)跡個(gè)數(shù)。
[0125] 特別的,從相鄰兩個(gè)雷達(dá)接收波束各自包含的目標(biāo)點(diǎn)跡中分別任意選取一個(gè)目標(biāo) 點(diǎn)跡組成目標(biāo)點(diǎn)跡對(duì),如果該目標(biāo)點(diǎn)跡對(duì)之間的關(guān)系分別滿足預(yù)設(shè)的目標(biāo)距離誤差值祁= 5、預(yù)設(shè)的目標(biāo)速度誤差值Sfd = 3、預(yù)設(shè)目標(biāo)角度測量誤差值δθ = 1,表明該目標(biāo)點(diǎn)跡對(duì)的距 離單元間隔在5個(gè)距離口 W內(nèi)、速度間隔在3個(gè)多普勒通道W內(nèi)、角度間隔在內(nèi),此時(shí)認(rèn) 為該目標(biāo)點(diǎn)跡對(duì)屬于同一目標(biāo)。
[0126] 如果第j+1個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合A+1不存在與目標(biāo)點(diǎn) 跡總數(shù)Λ~?"中第η'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡山'屬于同一目標(biāo)的目標(biāo)點(diǎn)跡J。,,則進(jìn)一步判斷目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù) .政中第η '個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡山'的目標(biāo)標(biāo)志位fn' :如果目標(biāo)標(biāo)志位fn' = 1,則將目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)麻,, 中第η'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dn·作為第j個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合易,中的全 方位角度測量值;否則,舍棄目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)化中第η'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡山',并返回子步驟(7.4);
[0127] 如果第j+1個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合存在與目標(biāo)點(diǎn)跡 總數(shù)中第η'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡山'屬于同一目標(biāo)的目標(biāo)點(diǎn)跡么,則將目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)麻》,中第η' 個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dn'作為第j個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合4中的全方位角 度測量值,然后再統(tǒng)計(jì)第j + 1個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合A+1中與目 標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)知,,,中第η'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡山'屬于同一目標(biāo)的目標(biāo)點(diǎn)跡個(gè)數(shù)Nd。
[0128] (7.7)如果目標(biāo)點(diǎn)跡個(gè)數(shù)Nd= 1,則將第j+1個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度測量值的目 標(biāo)點(diǎn)跡集合馬中與目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)化,中第η'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡山'屬于同一目標(biāo)的目標(biāo)點(diǎn)跡4的 目標(biāo)標(biāo)志位齊,置為1,并返回子步驟(7.4);
[0129] 如果目標(biāo)點(diǎn)跡個(gè)數(shù)Nd〉l,則分別將Nd個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡中目標(biāo)強(qiáng)度最大的目標(biāo)標(biāo)志位置 為1,將其他Nd-1個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡各自對(duì)應(yīng)目標(biāo)標(biāo)志位分別置為2,并返回子步驟(7.4)。
[0130] (7.8)再令j加1,此時(shí)j = L,然后判斷第j個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度測量值的目標(biāo) 點(diǎn)跡集合4是否為空集:如果為空集,則將第1個(gè)雷達(dá)接收波束進(jìn)行目標(biāo)點(diǎn)跡融合后的角度 測量值集合A到第個(gè)雷達(dá)接收波束進(jìn)行目標(biāo)點(diǎn)跡融合后的角度測量值集合4_,,作為 一個(gè)相干處理時(shí)間內(nèi)L個(gè)雷達(dá)接收波束各自含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合最終序列D, 0=·[/),,···,/),_|;[;如果不為空,則判斷第L個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合 疫£包含的目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)液。中第η '個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dn'的目標(biāo)標(biāo)志位fn'是否為2;如果目標(biāo)標(biāo)志 位fn'=2,則表明目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)辦。,中第η'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡山'為多余點(diǎn)跡,直接舍棄,執(zhí)行子步 驟(7.4);
[0131] (7.9)將第1個(gè)雷達(dá)接收波束進(jìn)行目標(biāo)點(diǎn)跡融合后的角度測量值集合馬到第L個(gè)雷 達(dá)接收波束進(jìn)行目標(biāo)點(diǎn)跡融合后的角度測量值集合復(fù),,作為一個(gè)相干處理時(shí)間內(nèi)L個(gè)雷達(dá) 接收波束各自含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合最終序列D,? = {A,...,旬;},,
[0132] 具體地,假設(shè)一個(gè)相干處理時(shí)間內(nèi)L個(gè)雷達(dá)接收波束各自含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn) 跡集合最終序列良包含Nt個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡;在目標(biāo)點(diǎn)跡集合最終序列技中任意選取兩個(gè)目標(biāo)點(diǎn) 跡dn與山i,me {1 ,··· ,Nt},ne {1 ,··· ,Nt},且m聲n,則該目標(biāo)點(diǎn)跡dn與山1不能同時(shí)滿足W下Ξ 個(gè)條件:
[0133] |dm(l)-dn(l)|《祁,|cU(2)-dn(2)|《Sfd,|cU(4)-dn(4)|《S白
[0134] 其中,dm( 1 )表示目標(biāo)點(diǎn)跡集合最終序列D中第m個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dm的距離,dn( 1 )表示 目標(biāo)點(diǎn)跡集合最終序列D中第η個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dn的距離,dm( 2)表示目標(biāo)點(diǎn)跡集合最終序列D 中第m個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dm的速度,dn(2)表示目標(biāo)點(diǎn)跡集合最終序列D中第η個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dn的速 度,dm(4)表示目標(biāo)點(diǎn)跡集合最終序列D中第m個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dm的角度測量值,dn(4)表示目標(biāo) 點(diǎn)跡集合最終序列D中第η個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dn的角度測量值,D表示一個(gè)相干處理時(shí)間內(nèi)L個(gè)雷 達(dá)接收波束含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合最終序列,祁表示預(yù)設(shè)的目標(biāo)距離誤差值,Sfd表 示預(yù)設(shè)的目標(biāo)速度誤差值,δθ表示預(yù)設(shè)的目標(biāo)角度測量誤差值。
[0135] 所述目標(biāo)點(diǎn)跡集合最終序列良中的目標(biāo)點(diǎn)跡包含具有角度測量值,也是經(jīng)過點(diǎn)跡 融合之后的剩余明白點(diǎn)跡,通過點(diǎn)跡融合保證所述目標(biāo)點(diǎn)跡集合最終序列己中同一目標(biāo)僅 存在唯一的目標(biāo)點(diǎn)跡,保證了較低的虛警概率。
[0136] 通過W下仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)本發(fā)明效果作進(jìn)一步驗(yàn)證說明。
[0137] ( -)實(shí)驗(yàn)參數(shù):不失一般性,在本仿真實(shí)驗(yàn)中采用等距一維線陣,考慮某L波段 ΜΙΜΟ陣列雷達(dá),圖5給出了該ΜΙΜΟ陣列雷達(dá)的幾何模型,參照圖5,為本發(fā)明仿真時(shí)使用的一 維等距線性陣列模型示意圖;在Ξ維坐標(biāo)系xoyz中,#1、#2、···、#Ν表示第1個(gè)雷達(dá)接收陣元、 第2個(gè)雷達(dá)接收陣元、…、第Ν個(gè)雷達(dá)接收陣元,其中Ν表示笛卡爾坐標(biāo)系中雷達(dá)接收陣元個(gè) 數(shù),此處Ν為16,d表示陣元間距,且d為個(gè)半波長;(N-l)d表示Ν個(gè)雷達(dá)接收陣元的陣元間距, Φ表示一維等距線性陣列回波傳播方向相對(duì)于陣列法線方向的偏離角度,dsin4表示一維等 距線性陣列中相鄰陣元之間回波信號(hào)傳播的波程差;由于是一維線陣,因此僅具有方位維 或者俯仰維中的某一維分辨能力。
[0138] ΜΙΜΟ陣列雷達(dá)發(fā)射基帶信號(hào)為優(yōu)化后的相位編碼信號(hào),碼元個(gè)數(shù)為200,圖6給出 了 16個(gè)陣元的時(shí)域發(fā)射信號(hào);參照圖6,為本發(fā)明仿真時(shí)設(shè)計(jì)的全正交基帶信號(hào)時(shí)域波形示 意圖。
[0139] (二)仿真內(nèi)容:
[0140] 仿真1,驗(yàn)證全正交發(fā)射波形的空域正交性和時(shí)域相關(guān)性。本發(fā)明需要在正交波形 下的集中式ΜΙΜΟ雷達(dá)角度測量和點(diǎn)跡融合,要求陣列能夠發(fā)射全正交波形?;赪上實(shí)驗(yàn) 參數(shù),采用優(yōu)化方式設(shè)計(jì)一組全正交波形。
[0141] 陣列的可檢測方位為±45°,圖7給出了該方位區(qū)間內(nèi)陣列的功率福射方向圖,參 照圖7,為本發(fā)明仿真時(shí)設(shè)計(jì)的全正交波形合成的全空域功率福射方向圖;其中圓圈標(biāo)志線 表示實(shí)際測量結(jié)果示意圖,矩形標(biāo)志線表示理想功率福射方向圖;實(shí)際測量結(jié)果示意圖是 由陣列正常通道發(fā)射并采集后綜合得到的曲線圖,理想功率福射方向圖是優(yōu)化后得到的信 號(hào)在MATLAB中直接合成得到的曲線圖;由圖7可W看出,該組優(yōu)化波形在全方位檢測區(qū)間內(nèi) 具有較好的正交特性,全方位功率方向圖波動(dòng)不超過0.6地。
[0142] 同時(shí),要求正交相位編碼信號(hào)具有較好的時(shí)域相關(guān)特性,包含兩層含義:首先,要 求優(yōu)化得到的相位編碼信號(hào)具有較好的自相關(guān)特性,即除了0延時(shí)外的其他自相關(guān)旁瓣均 比較低;其次,要求優(yōu)化得到的各個(gè)陣元發(fā)射信號(hào)之間的互相關(guān)電平比較低;參照圖8,為本 發(fā)明仿真時(shí)設(shè)計(jì)的全正交波形的時(shí)域自相關(guān)特性示意圖,圖8給出了優(yōu)化波形的時(shí)域自相 關(guān)特性,可W看出主副比不超過18地,具有較好的自相關(guān)特性;參照圖9,為本發(fā)明仿真時(shí)設(shè) 計(jì)的全正交波形的時(shí)域互相關(guān)特性示意圖,圖9給出了 16組相位編碼信號(hào)的互相關(guān)特性,可 W看出相比于自相關(guān)主瓣增益,互相關(guān)電平僅在自相關(guān)旁瓣附近,說明優(yōu)化的全正交波形 具有較好的互相關(guān)特性。
[0143] 仿真2,基于上述發(fā)射基帶信號(hào),構(gòu)造雷達(dá)回波信號(hào),并進(jìn)行常規(guī)檢測處理之后,執(zhí) 行本發(fā)明的目標(biāo)點(diǎn)跡角度測量和點(diǎn)跡融合操作;為了體現(xiàn)本發(fā)明方法的有效性與可靠性, 即具有較高的檢測概率和較低的虛警率,隨機(jī)生成20個(gè)目標(biāo),且目標(biāo)的距離、方位、多普勒、 航向均隨機(jī)生成。
[0144] (Ξ)仿真結(jié)果分析:
[0145] 參照圖10,為本發(fā)明仿真時(shí)設(shè)計(jì)的目標(biāo)回波脈沖壓縮結(jié)果示意圖,圖10給出了某 相干積累時(shí)間內(nèi)的雷達(dá)時(shí)域回波脈壓之后的結(jié)果,橫軸為距離單元,縱軸為幅度電平,已轉(zhuǎn) 化成地值;由圖10可W看出在1500距離單元W內(nèi),雷達(dá)回波具有較高的電平值,且部分雷達(dá) 回波主要是在仿真系統(tǒng)中人為添加的雜波信號(hào),W更真實(shí)地體現(xiàn)實(shí)際雷達(dá)回波場景。在整 個(gè)脈沖重復(fù)周期內(nèi),無法直接看到雷達(dá)回波,運(yùn)與真實(shí)目標(biāo)回波場景也比較符合,即單個(gè)脈 沖重復(fù)周期內(nèi)的雷達(dá)回波具有較低的信噪比,需要經(jīng)過相關(guān)處理后進(jìn)行下一步目標(biāo)檢測。
[0146] 參照圖11,為本發(fā)明仿真時(shí)某相干處理時(shí)間的多普勒處理結(jié)果示意圖,圖11給出 了某相干積累時(shí)間內(nèi)的雷達(dá)回波進(jìn)行多普勒處理后的結(jié)果,可W看出此時(shí)的目標(biāo)已清晰可 見,同時(shí)雜波區(qū)也多集中在在低速多普勒通道,且具有一定的譜擴(kuò)散。
[0147] 參照圖12,為本發(fā)明仿真時(shí)利用本發(fā)明方法最終上報(bào)的點(diǎn)跡的距離-方位分布示 意圖,圖12給出了該ΜΙΜΟ陣列雷達(dá)電掃一圈后的最終點(diǎn)跡結(jié)果,已執(zhí)行過本發(fā)明中的目標(biāo) 點(diǎn)跡角度測量和點(diǎn)跡融合;在圖12中,黑色點(diǎn)跡為預(yù)設(shè)目標(biāo)點(diǎn)跡,是隨機(jī)生成的目標(biāo);Ξ角 點(diǎn)跡為本發(fā)明預(yù)設(shè)的目標(biāo)點(diǎn)跡,可W看出預(yù)設(shè)的目標(biāo)點(diǎn)跡完全被檢測出來,檢測概率達(dá) 100 %,且沒有任何虛警點(diǎn),即虛警概率為0。
[0148] 綜上所述,仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了本發(fā)明的正確性,有效性和可靠性。
[0149] 顯然,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可W對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精 神和范圍;運(yùn)樣,倘若本發(fā)明的運(yùn)些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍 之內(nèi),則本發(fā)明也意圖包含運(yùn)些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種正交波形下Μπω雷達(dá)目標(biāo)的多波束聯(lián)合測角和點(diǎn)跡融合方法,其特征在于,包 括以下步驟: 步驟1,建立雷達(dá)在笛卡爾坐標(biāo)系中的幾何模型,并分別確定笛卡爾坐標(biāo)系中雷達(dá)接收 陣元個(gè)數(shù)Ν、雷達(dá)接收波束個(gè)數(shù)L和雷達(dá)威力輻射空域范圍Ω,以及將第η個(gè)雷達(dá)接收陣元的 發(fā)射信號(hào)記為s n,然后依次計(jì)算得到第η個(gè)雷達(dá)接收陣元在笛卡爾坐標(biāo)系下的位置矢量ρη、 第i個(gè)雷達(dá)接收波束的中心指向、第i個(gè)雷達(dá)接收波束的3dB空域范圍〇,和第i個(gè)雷達(dá)接收 波束的脈沖壓縮處理系數(shù)(^;其中,1£{1,2,"_丄},11£{1,2,"_,《小表示笛卡爾坐標(biāo)系中 的雷達(dá)接收陣元個(gè)數(shù),L表示笛卡爾坐標(biāo)系中的雷達(dá)接收波束個(gè)數(shù); 步驟2,將雷達(dá)威力輻射空域范圍Ω對(duì)應(yīng)的檢測區(qū)域均勻劃分成K個(gè)檢測子區(qū)域,計(jì)算 得到第i個(gè)雷達(dá)接收波束的第k個(gè)檢測子區(qū)域增益gl(k),進(jìn)而計(jì)算得到以第i個(gè)雷達(dá)接收波 束中心指向?yàn)榛鶞?zhǔn)的第k個(gè)檢測子區(qū)域的接收合成信號(hào)(〇 ;其中,k e {1,2,…,K},K表示 雷達(dá)威力輻射空域范圍Ω對(duì)應(yīng)的檢測區(qū)域均勻劃分后包含的檢測子區(qū)域個(gè)數(shù); 步驟3,對(duì)以第i個(gè)雷達(dá)接收波束中心指向?yàn)榛鶞?zhǔn)的第k個(gè)檢測子區(qū)域的接收合成信號(hào) if (?)進(jìn)行檢測處理,得到第i個(gè)雷達(dá)接收波束的目標(biāo)檢測結(jié)果集合〇,,所述目標(biāo)檢測結(jié)果集 合Di由1個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡組成,每一個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡包含目標(biāo)距離、目標(biāo)多普勒頻率和目標(biāo)強(qiáng)度,Mi 表示第i個(gè)雷達(dá)接收波束的目標(biāo)檢測結(jié)果集合〇 1包含的目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù); 步驟4,初始化:me {1,2,…,L-l},m表示笛卡爾坐標(biāo)系內(nèi)L-1個(gè)雷達(dá)接收波束中的第m 個(gè)雷達(dá)接收波束,且m初始值為1; 步驟5,計(jì)算得到第m個(gè)雷達(dá)接收波束的目標(biāo)檢測結(jié)果集合0"中1個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡各自的角 度測量值,然后提取目標(biāo)檢測結(jié)果集合〇?中1個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡各自的角度測量值中存在角度測 量值的目標(biāo)點(diǎn)跡,并按照第m個(gè)雷達(dá)接收波束的原始排列方式進(jìn)行排列,得到第m個(gè)雷達(dá)接 收波束的含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合;其中,me {1,2,…,L-1},Mm表示第m個(gè)雷達(dá)接收 波束的目標(biāo)檢測結(jié)果集合〇?包含的目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù),L表示笛卡爾坐標(biāo)系中的雷達(dá)接收波束 個(gè)數(shù); 步驟6,令m加1,重復(fù)步驟5,直到得到第L-1個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn) 跡集合,,并根據(jù)第L-1個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合為_1:,獲取第L個(gè) 雷達(dá)接收波束的含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合%,進(jìn)而得到L個(gè)雷達(dá)接收波束含角度測量 值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合序列D; 步驟7,對(duì)L個(gè)雷達(dá)接收波束含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合序列D進(jìn)行點(diǎn)跡融合,得到一 個(gè)相干處理時(shí)間內(nèi)L個(gè)雷達(dá)接收波束含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合最終序列〇。2. 如權(quán)利要求1所述的一種正交波形下ΜΜ0雷達(dá)目標(biāo)的多波束聯(lián)合測角和點(diǎn)跡融合方 法,其特征在于,步驟1的子步驟為: (1.1)建立雷達(dá)在笛卡爾坐標(biāo)系中的幾何模型,并分別確定笛卡爾坐標(biāo)系中雷達(dá)接收 陣元個(gè)數(shù)N、雷達(dá)接收波束個(gè)數(shù)L和雷達(dá)威力輻射空域范圍Ω,計(jì)算得到第n個(gè)雷達(dá)接收陣元 在笛卡爾坐標(biāo)系下的位置矢量ρ η,進(jìn)而分別獲得第η個(gè)雷達(dá)接收陣元在笛卡爾坐標(biāo)系中水 平方位軸的投影ρηχ和第η個(gè)雷達(dá)接收陣元在笛卡爾坐標(biāo)系中俯仰方位軸的投影ρ ηζ,然后分 別計(jì)算得到笛卡爾坐標(biāo)系中雷達(dá)水平天線孔徑長度Β和笛卡爾坐標(biāo)系中雷達(dá)俯仰維天線孔 徑長度c; (1.2) 根據(jù)笛卡爾坐標(biāo)系中雷達(dá)水平天線孔徑長度B和笛卡爾坐標(biāo)系中雷達(dá)俯仰維天 線孔徑長度C,分別計(jì)算得到笛卡爾坐標(biāo)系中雷達(dá)水平維的3dB波束寬度γ和笛卡爾坐標(biāo)系 中雷達(dá)俯仰維的3dB波束寬度f; (1.3) 根據(jù)雷達(dá)威力輻射空域范圍Ω,分別將雷達(dá)威力輻射空域范圍Ω在笛卡爾坐標(biāo) 系中方位維的投影記為Ω γ,將雷達(dá)威力輻射空域范圍Ω在笛卡爾坐標(biāo)系中俯仰維的投影 記為,然后分別計(jì)算得到笛卡爾坐標(biāo)系中方位維所需雷達(dá)接收波束個(gè)數(shù)Ν γ和笛卡爾坐 標(biāo)系中俯仰維所需雷達(dá)接收波束個(gè)數(shù); (1.4) 根據(jù)雷達(dá)威力輻射空域范圍Ω在笛卡爾坐標(biāo)系中方位維的投影Ω γ和雷達(dá)威力 輻射空域范圍Ω在笛卡爾坐標(biāo)系中俯仰維的投影£\,以及笛卡爾坐標(biāo)系中方位維所需雷 達(dá)接收波束個(gè)數(shù)Ν γ和笛卡爾坐標(biāo)系中俯仰維所需雷達(dá)接收波束個(gè)數(shù)計(jì)算得到第i個(gè)雷 達(dá)接收波束的中心指向Θ i; (1.5) 根據(jù)第i個(gè)雷達(dá)接收波束的中心指向Θ,、笛卡爾坐標(biāo)系中雷達(dá)水平維的3dB波束寬 度γ和笛卡爾坐標(biāo)系中雷達(dá)俯仰維的3dB波束寬度0,計(jì)算得到第i個(gè)雷達(dá)接收波束的3dB 空域范圍Ω 1; (1.6) 根據(jù)第i個(gè)雷達(dá)接收波束的中心指向Θ,和第η個(gè)雷達(dá)接收陣元的發(fā)射信號(hào)Sn,計(jì)算 得到第i個(gè)雷達(dá)接收波束的脈沖壓縮系數(shù) Cl。3.如權(quán)利要求2所述的一種正交波形下MMO雷達(dá)目標(biāo)的多波束聯(lián)合測角和點(diǎn)跡融合方 法,其特征在于,在步驟1中,所述第η個(gè)雷達(dá)接收陣元在笛卡爾坐標(biāo)系下的位置矢量pn、所 述笛卡爾坐標(biāo)系中雷達(dá)水平天線孔徑長度B、所述笛卡爾坐標(biāo)系中雷達(dá)俯仰維天線孔徑長 度C、所述笛卡爾坐標(biāo)系中雷達(dá)水平維的3dB波束寬度γ、所述笛卡爾坐標(biāo)系中雷達(dá)俯仰維 的3dB波束寬度Ρ、所述笛卡爾坐標(biāo)系中方位維所需雷達(dá)接收波束個(gè)數(shù)Ν γ、所述笛卡爾坐標(biāo) 系中俯仰維所需雷達(dá)接收波束個(gè)數(shù)%、所述第i個(gè)雷達(dá)接收波束的中心指向、所述第i個(gè) 雷達(dá)接收波束的3dB空域范圍Ω ,和所述第i個(gè)雷達(dá)接收波束的脈沖壓縮系數(shù)Cl,其表達(dá)式分 別為:其中,χη表示位置矢量pn在笛卡爾坐標(biāo)系中X軸上的投影長度,yn表示位置矢量p n在笛卡 爾坐標(biāo)系中y軸上的投影長度,zn表示位置矢量pn在笛卡爾坐標(biāo)系中z軸上的投影長度,ne {1,2,…,N},N表示笛卡爾坐標(biāo)系中的雷達(dá)接收陣元個(gè)數(shù),pnx表示第η個(gè)雷達(dá)接收陣元在笛 卡爾坐標(biāo)系中水平方位軸的投影,Ρ( η-ι)χ表示第η-1個(gè)雷達(dá)接收陣元在笛卡爾坐標(biāo)系中水平 方位軸的投影,ρηζ表示第η個(gè)雷達(dá)接收陣元在笛卡爾坐標(biāo)系中俯仰方位軸的投影,ρ( η-υζ表 示第η-1個(gè)雷達(dá)接收陣元在笛卡爾坐標(biāo)系中俯仰方位軸的投影,λ表示笛卡爾坐標(biāo)系中雷達(dá) 波長,「·1表示取不小于?的最小整數(shù),γ:表示第i個(gè)雷達(dá)接收波束的中心指向在方位維的 投影,與表示第i個(gè)雷達(dá)接收波束的中心指向在俯仰維的投影,i表示笛卡爾坐標(biāo)系內(nèi)L個(gè)雷 達(dá)接收波束個(gè)數(shù)中的第i個(gè)雷達(dá)接收波束,Ω ιγ表示第i個(gè)雷達(dá)接收波束的3dB空域范圍Ω , 在方位維的投影,表示第i個(gè)雷達(dá)接收波束的3dB空域范圍〇1在俯仰維的投影,fliplr (·)表示序列反序操作,11£{1,2,一,1'1},1'1表示笛卡爾坐標(biāo)系中的雷達(dá)接收陣元個(gè)數(shù),;[£ {1,2,…,L},L表示笛卡爾坐標(biāo)系中的雷達(dá)接收波束個(gè)數(shù),p n表示第η個(gè)雷達(dá)接收陣元在笛 卡爾坐標(biāo)系下的位置矢量,cU表示第i個(gè)雷達(dá)接收波束的傳播矢量,?表示點(diǎn)積運(yùn)算,上標(biāo)* 表示共輒。4. 如權(quán)利要求1所述的一種正交波形下MMO雷達(dá)目標(biāo)的多波束聯(lián)合測角和點(diǎn)跡融合方 法,其特征在于,在步驟2中,所述第i個(gè)雷達(dá)接收波束的第k個(gè)檢測子區(qū)域增益 gl(k)和所述 以第i個(gè)雷達(dá)接收波束中心指向?yàn)榛鶞?zhǔn)的第k個(gè)檢測子區(qū)域的接收合成信號(hào)if (〇,其表達(dá)式 為:其中,?表不點(diǎn)積運(yùn)算,n e {l,2,'",N},ie{l,2,'",L},ke{l,2,'",K},N 表不笛卡爾 坐標(biāo)系中的雷達(dá)接收陣元個(gè)數(shù),L表示笛卡爾坐標(biāo)系中的雷達(dá)接收波束個(gè)數(shù),K表示雷達(dá)威 力輻射空域范圍Ω對(duì)應(yīng)的檢測區(qū)域均勻劃分后包含的檢測子區(qū)域個(gè)數(shù), Ρη表示第η個(gè)雷達(dá) 接收陣元在笛卡爾坐標(biāo)系下的位置矢量,cU表示第i個(gè)雷達(dá)接收波束的傳播矢量,dk表示雷 達(dá)威力輻射空域范圍Ω中第k個(gè)檢測子區(qū)域的傳播矢量,d, =(sifl^c〇s;^,siti%s〖nLe〇s你), 鈐表示雷達(dá)威力輻射空域范圍Ω中第k個(gè)檢測子區(qū)域的中心方位在俯仰維的投影分量,y k 表示雷達(dá)威力輻射空域范圍Ω中第k個(gè)檢測子區(qū)域的中心方位在方位維的投影分量,Ck(t) 表示以第i個(gè)雷達(dá)接收波束中心指向?yàn)榛鶞?zhǔn)的第k個(gè)檢測子區(qū)域的方位合成信號(hào),w in表示第 i個(gè)雷達(dá)接收波束的加權(quán)矢量中第η個(gè)元素,λ表示笛卡爾坐標(biāo)系中雷達(dá)波長。5. 如權(quán)利要求1所述的一種正交波形下ΜΜ0雷達(dá)目標(biāo)的多波束聯(lián)合測角和點(diǎn)跡融合方 法,其特征在于,在步驟3中,所述得到第i個(gè)雷達(dá)接收波束的目標(biāo)檢測結(jié)果集合0 1,其過程 為: 當(dāng)雷達(dá)為相參雷達(dá)時(shí),所述檢測處理為:對(duì)以第i個(gè)雷達(dá)接收波束中心指向?yàn)榛鶞?zhǔn)的第 k個(gè)檢測子區(qū)域的接收合成信,r/'U)依次進(jìn)行脈沖壓縮處理、相參積累和恒虛警處理,得到 第i個(gè)雷達(dá)接收波束的目標(biāo)檢測結(jié)果集合D 1;所述相參積累是對(duì)脈沖壓縮處理后第i個(gè)雷達(dá) 接收波束的相鄰多個(gè)雷達(dá)接收波束的幅相同時(shí)進(jìn)行加權(quán)處理; 當(dāng)雷達(dá)為非相參雷達(dá)時(shí),所述檢測處理為:對(duì)以第i個(gè)雷達(dá)接收波束中心指向?yàn)榛鶞?zhǔn)的 第k個(gè)檢測子區(qū)域的接收合成信號(hào)r/(0依次進(jìn)行脈沖壓縮處理、非相參積累和恒虛警處理, 得到第i個(gè)雷達(dá)接收波束的目標(biāo)檢測結(jié)果集合D1;所述非相參積累是將脈沖壓縮處理后第i 個(gè)雷達(dá)接收波束的相鄰多個(gè)雷達(dá)接收波束的幅度值相加。6.如權(quán)利要求1所述的一種正交波形下MMO雷達(dá)目標(biāo)的多波束聯(lián)合測角和點(diǎn)跡融合方 法,其特征在于,在步驟5中,所述第m個(gè)雷達(dá)接收波束的目標(biāo)檢測結(jié)果集合0"中1個(gè)目標(biāo)點(diǎn) 跡各自的角度測量值,其得到過程為: (5.1) 初始化:Mm表示第m個(gè)雷達(dá)接收波束的目標(biāo)檢測結(jié)果集合0"包含的目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù), m' e {1,2,···,Mm},m'表示目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Mm中第m'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡,m'也表示迭代次數(shù),且m'初始 值為1; Θ表示角度測量值,f表示目標(biāo)標(biāo)志位,并且目標(biāo)角度測量值Θ和目標(biāo)標(biāo)志位f的初始 值均為〇; (5.2) 如果第m個(gè)雷達(dá)接收波束的目標(biāo)檢測結(jié)果集合0"不為空集,統(tǒng)計(jì)第m個(gè)雷達(dá)接收波 束的目標(biāo)檢測結(jié)果集合Dm包含的目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Mm,并判斷目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Mm中包含的目標(biāo)點(diǎn) 跡是否在第m個(gè)雷達(dá)接收波束相鄰的下一個(gè)雷達(dá)接收波束中同樣存在,即在第m+1個(gè)雷達(dá)接 收波束的目標(biāo)檢測結(jié)果集合D m+沖尋找與目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)1中第m'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dm,具有相同距 離和速度的目標(biāo)點(diǎn)跡4,; 如果第m+1個(gè)雷達(dá)接收波束的目標(biāo)檢測結(jié)果集合Dm+1中存在與目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)^中第m'個(gè) 目標(biāo)點(diǎn)跡1,具有相同距離和速度的目標(biāo)點(diǎn)跡,,表明目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)^中第m'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡 dm,和第m'+l個(gè)雷達(dá)接收波束的目標(biāo)檢測結(jié)果集合中的目標(biāo)點(diǎn)跡I,來自同一目標(biāo)的后向散 射,然后判斷目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Mm中第m '個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡的目標(biāo)標(biāo)志位fV :如果目標(biāo)標(biāo)志位fm,= 2或者fm,= 1,則表明目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Mm中第m'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dm,已經(jīng)與第m個(gè)雷達(dá)接收波束相鄰 的前一個(gè)雷達(dá)接收波束相關(guān)聯(lián),并將第m+1個(gè)雷達(dá)接收波束的目標(biāo)檢測結(jié)果集合D m+1中第m' 個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡I,的目標(biāo)標(biāo)志位尤,置為2,執(zhí)行子步驟(5.4); 如果目標(biāo)標(biāo)志位fm,= 0,則表明目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Mm中第m '個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dm,是新出現(xiàn)的目標(biāo) 點(diǎn)跡,并將第m+1個(gè)雷達(dá)接收波束的目標(biāo)檢測結(jié)果集合Dm+1中與目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Mm中第m'個(gè)目 標(biāo)點(diǎn)跡d m,表示的同一目標(biāo)的目標(biāo)點(diǎn)跡七的目標(biāo)標(biāo)志位.元,置為1,進(jìn)行子步驟(5.3); 如果第m+1個(gè)雷達(dá)接收波束的目標(biāo)檢測結(jié)果集合Dm+1中不存在與目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Mm中第m' 個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dm,具有相同距離和速度的目標(biāo)點(diǎn)跡< ,則進(jìn)一步判斷目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Mm中第m'個(gè) 目標(biāo)點(diǎn)跡dm,的目標(biāo)標(biāo)志位fm,:如果目標(biāo)標(biāo)志位fm,= 2或者fm,= 1,則表明目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Mm中 第m'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dm,已經(jīng)與第m個(gè)雷達(dá)接收波束相鄰的前一個(gè)雷達(dá)接收波束相關(guān)聯(lián),并直接 舍棄目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Mm中第m '個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dm,;如果目標(biāo)標(biāo)志位fm,=0,表明目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Mm中 第m'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dm,是新出現(xiàn)的目標(biāo)點(diǎn)跡,由于目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)M m中第m'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dm,存在于 第m個(gè)雷達(dá)接收波束內(nèi),因此將第m個(gè)雷達(dá)接收波束的中心指向作為目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Mm中第m' 個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡ck的目標(biāo)角度測量值,即= 0m,進(jìn)行子步驟(5.4); (5.3) 計(jì)算目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Mm中第m'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dm,和第m+1個(gè)雷達(dá)接收波束的目標(biāo)檢測 結(jié)果集合Dm+i中第m'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡尤,的和差比r m,,如果和差比rm,在區(qū)間[minm,,maxm,]內(nèi),即 mirw彡iv彡maxmS則計(jì)算得到目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Mm中第m'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡ck的角度測量值θι^ ; 如果和差比rm,不在區(qū)間[mirw,maxm,]內(nèi),則直接舍棄目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Mm中第m'個(gè)目標(biāo)點(diǎn) 跡dmS執(zhí)行子步驟(5.4); 其中,maxn^表示第m '個(gè)雷達(dá)接收波束的角度測量查找表中的最大值,mirw表示第m '個(gè) 雷達(dá)接收波束的角度測量查找表中的最小值; (5.4)令m'加1,依次重復(fù)執(zhí)行子步驟(5.2)和子步驟(5.3),直到得到目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)1中 第^個(gè)點(diǎn)跡的角度測量值^,,此時(shí)得到目標(biāo)檢測結(jié)果集合0?中^個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡各自的角 度測量值。7. 如權(quán)利要求6所述的一種正交波形下MMO雷達(dá)目標(biāo)的多波束聯(lián)合測角和點(diǎn)跡融合方 法,其特征在于,在步驟6中,所述L個(gè)雷達(dá)接收波束各自含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合序列 D,其得到過程為: 根據(jù)第i個(gè)雷達(dá)接收波束的目標(biāo)檢測結(jié)果集合〇1獲取第L個(gè)雷達(dá)接收波束的目標(biāo)檢測結(jié) 果集合IX時(shí),首先判斷第L個(gè)雷達(dá)接收波束的檢測結(jié)果集合IX是否為空:如果為空,則將第1 個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合&到第L-1個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度測量 值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合,作為L個(gè)雷達(dá)接收波束各自含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合序列D;如 果不為空,則對(duì)第L個(gè)雷達(dá)接收波束的檢測結(jié)果集合IX包含的此個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡分別進(jìn)行角度測 量,包括以下子步驟: (6.1) 初始化:p e {1,2,…,ML},ML表示第L個(gè)雷達(dá)接收波束的檢測結(jié)果集合Dl包含的目 標(biāo)點(diǎn)跡個(gè)數(shù),P表示第L個(gè)雷達(dá)接收波束的檢測結(jié)果集合IX包含的此個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡中第p個(gè)目標(biāo) 點(diǎn)跡,P也表示迭代次數(shù),且P初始值為1; 在計(jì)算第L-1個(gè)雷達(dá)接收波束的檢測結(jié)果集合包含的Μη個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡各自的角度測 量值過程中,已經(jīng)得到第L個(gè)雷達(dá)接收波束的檢測結(jié)果集合Dl包含的Ml個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡中每一個(gè) 目標(biāo)點(diǎn)跡的目標(biāo)標(biāo)志位; (6.2) 如果目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Ml中第p個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dP的標(biāo)志位fP = 2或者fP= 1,表明目標(biāo)點(diǎn)跡 總數(shù)Ml中第p個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dPB經(jīng)與第L-1個(gè)雷達(dá)接收波束中的第p個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡cU目關(guān)聯(lián),則直 接舍棄目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Ml中第p個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡;如果目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Ml中第p個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡d P的標(biāo)志 位fP = 0,則將第L個(gè)雷達(dá)接收波束的中心方位目標(biāo)作為目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Ml中第p個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dP 的角度測量值,即θΡ = θ?; (6.3) 令ρ加1,重復(fù)子步驟(6.2),直到得到目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Ml中Nl個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡各自對(duì)應(yīng)的 角度測量值,KMl,并將目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Ml中Nl個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡各自對(duì)應(yīng)的角度測量值,作為第L 個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合,然后將第1個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度 測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合?到第L個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合,作為 L個(gè)雷達(dá)接收波束含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合序列D。8. 如權(quán)利要求6所述的一種正交波形下ΜΜΟ雷達(dá)目標(biāo)的多波束聯(lián)合測角和點(diǎn)跡融合方 法,其特征在于,所述目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Mm中第m'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡d m,和第m+1個(gè)雷達(dá)接收波束的目標(biāo) 檢測結(jié)果集合Dm+1中第m'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡的和差比仏,,其表達(dá)式為:其中,gm,表示目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Mm中第m'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dm,的強(qiáng)度,i M表示第m+1個(gè)雷達(dá)接收波 束的目標(biāo)檢測結(jié)果集合Dm+1中第m '個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡的強(qiáng)度; 所述計(jì)算得到目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)姐中第m'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dm,的角度測量值0m,,其過程為: 首先獲取第m個(gè)雷達(dá)接收波束的角度測量查找表rm( ?m),并利用和差比rm,分別減去第m 個(gè)雷達(dá)接收波束的角度測量查找表rm( Θm)中的每一項(xiàng),得到目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Mm中第m'個(gè)目標(biāo) 點(diǎn)跡dm,的角度差值向量Δ Γ; 然后獲取目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Mm中第m'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡的角度差值向量A r的模值最小值rmin, rmin=min{ Δ r},并得到與模值最小值rmin對(duì)應(yīng)的索引indexm',進(jìn)而得到與索引indexm'對(duì)應(yīng) 的角度測量值V,即得到目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Mm中第m'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡ck的角度測量值9 m,。9. 如權(quán)利要求7所述的一種正交波形下MMO雷達(dá)目標(biāo)的多波束聯(lián)合測角和點(diǎn)跡融合方 法,其特征在于,所述第m個(gè)雷達(dá)接收波束的角度測量查找表r m( Θ m),其表達(dá)式為: rm( Θ m) = Δ m( Θ m) · / Σ m( Θ m) 其中,./表示向量點(diǎn)除運(yùn)算,A m( Θη)表示空域覆蓋范圍Θη內(nèi)第m個(gè)雷達(dá)接收波束與第 m+1個(gè)雷達(dá)接收波束之間的差波束,Ση( Θη)表示空域覆蓋范圍Θη內(nèi)第m個(gè)雷達(dá)接收波束與 第m+1個(gè)雷達(dá)接收波束之間的和波束,Θ η表示第m個(gè)雷達(dá)接收波束所能測角的空域覆蓋范 圍,?m<0m+1,0 m表示第m個(gè)雷達(dá)接收波束中心指向,9m+1表示第m+Ι個(gè)雷達(dá)接收波束中心 指向Ω γ表示雷達(dá)威力輻射空域范圍Ω在笛卡 爾坐標(biāo)系中方位維的投影表示雷達(dá)威力輻射空域范圍Ω在笛卡爾坐標(biāo)系中俯仰維的 投影,Νγ表示笛卡爾坐標(biāo)系中方位維所需雷達(dá)陣元個(gè)數(shù),^表示笛卡爾坐標(biāo)系中俯仰維所 需雷達(dá)陣元個(gè)數(shù)。10. 如權(quán)利要求1所述的一種正交波形下ΜΜΟ雷達(dá)目標(biāo)的多波束聯(lián)合測角和點(diǎn)跡融合 方法,其特征在于,在步驟7中,所述一個(gè)相干處理時(shí)間內(nèi)L個(gè)雷達(dá)接收波束含角度測量值的 目標(biāo)點(diǎn)跡集合最終序列D,其得到過程為: (7.1) 初始化:j表示第j個(gè)雷達(dá)接收波束,且j初始值為1,j e {1,2,…,L},L表示笛卡爾 坐標(biāo)系中的雷達(dá)接收波束個(gè)數(shù),并將L個(gè)雷達(dá)接收波束目標(biāo)角度測量值集合的序列D中所有 目標(biāo)標(biāo)志位分別重置為0; η'表示第j個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合^包含的目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù) 中第η '個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡,η '的初始值為1; (7.2) 如果第j個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合/),為空集,則執(zhí)行子步 驟(7.5);如果第j個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合&:不為空集,且第j個(gè)雷 達(dá)接收波束的含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合化包含的目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)為力",時(shí),執(zhí)行子步驟 (7.3); (7.3) 如果第j個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合g包含的目標(biāo)點(diǎn)跡總 數(shù)遍^,中第η '個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dn,的目標(biāo)標(biāo)志位fn,= 2,則表明目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)逾中第η '個(gè)目標(biāo)點(diǎn) 跡4,為多余目標(biāo)點(diǎn)跡,直接舍棄,執(zhí)行子步驟(7.4);否則,轉(zhuǎn)至子步驟(7.6); (7.4) 令η'加1,重復(fù)子步驟(7.3),直到得到目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)乾,中第氣,個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡&: 的目標(biāo)標(biāo)志位/?".;如果目標(biāo)標(biāo)志位/^, =2,則表明目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)成,.中第我,,個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡 七^為多余目標(biāo)點(diǎn)跡,直接舍棄,此時(shí)完成了第j個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn) 跡集合g的目標(biāo)點(diǎn)跡融合,得到第j個(gè)雷達(dá)接收波束進(jìn)行目標(biāo)點(diǎn)跡融合后的角度測量值集 合^,并執(zhí)行子步驟(7.5);否則,轉(zhuǎn)至子步驟(7.6);特別地,如果當(dāng)前j=L時(shí),執(zhí)行子步驟 (7.9); (7.5) 令j加1,返回子步驟(7.2),直到得到第L-1個(gè)雷達(dá)接收波束進(jìn)行目標(biāo)點(diǎn)跡融合后 的角度測量值集合,此時(shí)得到第1個(gè)雷達(dá)接收波束進(jìn)行目標(biāo)點(diǎn)跡融合后的角度測量值 集合4到第L-1個(gè)雷達(dá)接收波束進(jìn)行目標(biāo)點(diǎn)跡融合后的角度測量值集合/3^,并執(zhí)行子步 驟(7.8); (7.6) 在第j+Ι個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合&.+,中尋找與目標(biāo)點(diǎn)跡 總數(shù)]中第η'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dn 1同時(shí)滿足如下條件的目標(biāo)點(diǎn)跡其中,dn,⑴表示目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)咸,中第η,個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dn,的距離,4(1)表示第·?+1個(gè)雷 達(dá)接收波束的含目標(biāo)角度測量值集合點(diǎn)M中第η '個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡元,的距離,dn,(2)表示目標(biāo)點(diǎn) 跡總數(shù)設(shè)".中第η '個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dn,的速度,元丨2;)表示第j+Ι個(gè)雷達(dá)接收波束的含目標(biāo)角度測 量值集合中第η'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡<,的速度,d n,(4)表示目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)中第η'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡 dn,的角度測量值,,,(4)表示第j+Ι個(gè)雷達(dá)接收波束的含目標(biāo)角度測量值集合& +1中第η'個(gè) 目標(biāo)點(diǎn)跡i,的角度測量值,邱表示預(yù)設(shè)的目標(biāo)距離誤差值,時(shí)d表示預(yù)設(shè)的目標(biāo)速度誤差 值,δθ表示預(yù)設(shè)的目標(biāo)角度測量誤差值,表示第j個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度測量值的目 標(biāo)點(diǎn)跡集合力,包含的目標(biāo)點(diǎn)跡個(gè)數(shù); 如果第j+Ι個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合乃/+1不存在與目標(biāo)點(diǎn)跡總 數(shù)汾中第η '個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dn,屬于同一目標(biāo)的目標(biāo)點(diǎn)跡式,,則進(jìn)一步判斷目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù) 中第η '個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dn,的目標(biāo)標(biāo)志位fn,:如果目標(biāo)標(biāo)志位fn,= 1,則將目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)Μ,,,中第 η'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dn,作為第j個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合&中的全方位 角度測量值;否則,舍棄目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)我,,中第η'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡d n,,并返回子步驟(7.4); 如果第j+Ι個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合存在與目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù) 見,中第η'個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dn,屬于同一目標(biāo)的目標(biāo)點(diǎn)跡是則將目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)我中第η'個(gè)目 標(biāo)點(diǎn)跡dn,作為第j個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合/),中的全方位角度測 量值,然后再統(tǒng)計(jì)第j+Ι個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合中與目標(biāo)點(diǎn)跡 總數(shù),中第η '個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dn,屬于同一目標(biāo)的目標(biāo)點(diǎn)跡個(gè)數(shù)Nd; (7.7) 如果目標(biāo)點(diǎn)跡個(gè)數(shù)Nd = 1,則將第j+1個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡 集合4+1中與目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)我,,中第η '個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dn,屬于同一目標(biāo)的目標(biāo)點(diǎn)跡元,的目標(biāo)標(biāo) 志位置為1,并返回子步驟(7.4); 如果目標(biāo)點(diǎn)跡個(gè)數(shù)Nd>l,則分別將Nd個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡中目標(biāo)強(qiáng)度最大的目標(biāo)標(biāo)志位置為1, 將其他Nd-Ι個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡各自對(duì)應(yīng)目標(biāo)標(biāo)志位分別置為2,并返回子步驟(7.4); (7.8) 再令j加1,此時(shí)j = L,然后判斷第j個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡 集合&是否為空集:如果為空集,則將第1個(gè)雷達(dá)接收波束進(jìn)行目標(biāo)點(diǎn)跡融合后的角度測量 值集合?到第L-1個(gè)雷達(dá)接收波束進(jìn)行目標(biāo)點(diǎn)跡融合后的角度測量值集合0^1:,作為一個(gè) 相干處理時(shí)間內(nèi)L個(gè)雷達(dá)接收波束各自含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合最終序列〇, 如果不為空,則判斷第L個(gè)雷達(dá)接收波束的含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合 4包含的目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)我,,中第n,個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡d n,的目標(biāo)標(biāo)志位匕,是否為2;如果目標(biāo)標(biāo)志 位fV = 2,則表明目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)見,中第n '個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡dn1為多余點(diǎn)跡,直接舍棄,執(zhí)行子步 驟(7.4); (7.9) 將第1個(gè)雷達(dá)接收波束進(jìn)行目標(biāo)點(diǎn)跡融合后的角度測量值集合?到第L個(gè)雷達(dá)接 收波束進(jìn)行目標(biāo)點(diǎn)跡融合后的角度測量值集合&,作為一個(gè)相干處理時(shí)間內(nèi)L個(gè)雷達(dá)接收 波束含角度測量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合最終序列β,?=·[ζν··,4}。
【文檔編號(hào)】G01S7/292GK106066473SQ201610347672
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年5月23日 公開號(hào)201610347672.9, CN 106066473 A, CN 106066473A, CN 201610347672, CN-A-106066473, CN106066473 A, CN106066473A, CN201610347672, CN201610347672.9
【發(fā)明人】蘇濤, 張杏, 吳凱, 李強(qiáng), 陳艷利
【申請人】西安電子科技大學(xué)