專利名稱：短航跡合成方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及雷達(dá)領(lǐng)域，并且特別地，涉及短航跡合成方法和裝置。
背景技術(shù)：
高頻地波超視距雷達(dá)利用高頻波段垂直極化電磁波沿海洋表面的繞射傳播原理，對(duì)海上艦船目標(biāo)和飛行目標(biāo)可實(shí)現(xiàn)幾百公里的超視距探測(cè)。高頻地波超視距雷達(dá)作為21世紀(jì)雷達(dá)，具有探測(cè)海上超視距艦船目標(biāo)和飛行目標(biāo)的能力和海態(tài)遙感能力。因此，發(fā)展高頻地波超視距雷達(dá)具有重要的地位。通常，高頻地波超視距雷達(dá)工作在頻率較為擁擠的短波段，而且在實(shí)際系統(tǒng)中根據(jù)各種干擾情況需要實(shí)時(shí)更換工作頻率。然而由于短波段目標(biāo)的散射特性不像微波雷達(dá)處于光學(xué)區(qū)，而是處于瑞利區(qū)和諧振區(qū)，因此目標(biāo)回波強(qiáng)度是高頻地波超視距雷達(dá)工作頻率 的函數(shù)，同時(shí)工作頻率還決定電磁波在海面的傳播衰減特性。另一方面，電離層干擾是高頻地波超視距雷達(dá)工作中十分嚴(yán)重的，時(shí)變的，經(jīng)常出現(xiàn)的主要干擾之一。因此，通常認(rèn)為高頻地波超視距雷達(dá)性能和工作頻率、海況、電磁環(huán)境(尤其是電離層干擾)和海風(fēng)等因素有關(guān)，而且高頻地波超視距雷達(dá)性能是時(shí)間的函數(shù)，即高頻地波超視距雷達(dá)的性能隨不同季節(jié)、不同時(shí)間(如白天和夜間)都不一樣。這一問題從目標(biāo)點(diǎn)跡序列角度看，高頻地波超視距雷達(dá)點(diǎn)跡具有非均勻性、突變性、高度分散性等特征；從航跡維持角度看，航跡能否維持受外部電磁環(huán)境和海況影響很大。如工作頻率的更換，影響目標(biāo)回波強(qiáng)度和電磁波傳播衰減，外部電離層強(qiáng)雜波干擾影響高頻地波超視距雷達(dá)檢測(cè)性能，海況以及風(fēng)的大小和方向變化也引起高頻地波超視距雷達(dá)傳播衰減的損耗變化。這些因素最終導(dǎo)致實(shí)際系統(tǒng)中穩(wěn)定航跡(指航跡長(zhǎng)度較長(zhǎng)的航跡)較少，而短航跡很多(其中，通常認(rèn)為短航跡是指長(zhǎng)度在幾個(gè)點(diǎn)到幾十個(gè)點(diǎn)的航跡，雷達(dá)轉(zhuǎn)一圈計(jì)一個(gè)點(diǎn)，周期長(zhǎng)度為一分鐘左右)，尤其是在遠(yuǎn)端的航跡中短航跡更多。即，一條航跡往往分成好幾段短航跡。因此，要想獲得穩(wěn)定的航跡，要求高頻地波超視距雷達(dá)在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)外部環(huán)境穩(wěn)定(尤其是電離層雜波較弱)，所工作的頻段干擾較弱(指不受干擾的頻段較多，工作頻率選擇范圍大)，但這種環(huán)境是屬于較理想的狀態(tài)并且是難以得到的，尤其是夜間電離層干擾非?；钴S的情況下，因此可靠性航跡的出現(xiàn)較多是高頻地波超視距雷達(dá)的一個(gè)特殊問題。對(duì)于其他類型的雷達(dá)，同樣會(huì)因?yàn)楦鞣N因素而導(dǎo)致較多數(shù)量的航跡出現(xiàn)的問題，由于這些航跡中有的并不準(zhǔn)確，因此會(huì)影響最終的檢測(cè)結(jié)果。目前，對(duì)于如何在眾多的航跡(尤其是長(zhǎng)度較短的短航跡)中識(shí)別真假航跡，并對(duì)真航跡進(jìn)行航跡合成，目前尚未提出有效的解決方案，因此，無法得到穩(wěn)定、完整的航跡，導(dǎo)致雷達(dá)跟蹤性能下降等問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)相關(guān)技術(shù)中無法有效進(jìn)行真假航跡的識(shí)別導(dǎo)致雷達(dá)短航跡多的問題，本發(fā)明提出一種航跡合成方法和裝置，能夠?qū)φ婕俸桔E進(jìn)行識(shí)別并進(jìn)行關(guān)聯(lián)性判斷，最后合成穩(wěn)定、完整的航跡，提聞雷達(dá)跟蹤性能。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種短航跡合成方法。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的短航跡合成方法包括在多個(gè)短航跡中確定真短航跡，并將真航跡之外的其他短航跡剔除，其中，真短航跡滿足以下條件中的至少之一該短航跡由于目標(biāo)機(jī)動(dòng)或環(huán)境變化而形成，而且該短航跡中的點(diǎn)跡在時(shí)間上均勻分布且該短航跡在航向上為平滑擺動(dòng)；對(duì)真短航跡進(jìn)行外推，并根據(jù)預(yù)定合成準(zhǔn)則確定真短航跡外推后得到的航跡與其他新形成的短航跡是否關(guān)聯(lián)；在確定結(jié)果為是的情況下，對(duì)真短航跡、外推后得到的航跡與新形成的短航跡進(jìn)行合成。其中，根據(jù)以下方式中的至少之一來確定航跡是否由于目標(biāo)機(jī)動(dòng)或環(huán)境變化而形成若第i個(gè)短航跡Tcd的速度單調(diào)變化而且加速度變化存在規(guī)律，則Tcd為真短航跡；若第i個(gè)短航跡Tcd的速度單調(diào)變化而且外部環(huán)境出現(xiàn)突變，則Tcd為真短航跡;若第i個(gè)短航跡 Tci的速度單調(diào)變化而且加速度變化無規(guī)律，則Tcd為需要剔除的短航跡；若第i個(gè)短航跡Tci的速度單調(diào)變化而且外部環(huán)境無突變，則Tcd為需要剔除的短航跡;若第i個(gè)短航跡Tcd的速度無單調(diào)變化，則Tcd為需要剔除的短航跡；其中，速度單調(diào)變化指當(dāng)目標(biāo)面向雷達(dá)站運(yùn)動(dòng)，則目標(biāo)徑向速度有\(zhòng) > Vk^1 ;當(dāng)目標(biāo)背離雷達(dá)站運(yùn)動(dòng)，則目標(biāo)徑向速度有Vk > Vih或
VkI > VK_J ;加速度變化有規(guī)律指通過加速度變化信息的特征，確定是否因目標(biāo)機(jī)動(dòng)而形成的短航跡；外部環(huán)境突變指因外部環(huán)境突變引起連續(xù)多個(gè)周期無檢測(cè)點(diǎn)跡。此外，可根據(jù)以下方式判斷短航跡中的點(diǎn)跡在時(shí)間上是否均勻分布在短航跡的點(diǎn)跡滿足以下公式的情況下，確定該短航跡的點(diǎn)跡在時(shí)間上均勻分布，并且確定該短航跡為真短航跡ARi, H彡AR%i = 2,3, ···, N,其中,航跡的點(diǎn)跡個(gè)數(shù)為N,第i個(gè)周期的航跡距離為Ri，相鄰周期距離誤差表示為ARiH = Ri-Rp1，其中，門限值A(chǔ)R*根據(jù)誤差序列的
均值,卜癇定。
八一I 1 = 2具體地，預(yù)定合成準(zhǔn)則包括以下準(zhǔn)則時(shí)間關(guān)聯(lián)準(zhǔn)則如果兩個(gè)航跡中的第一短航跡外推得到的航跡到達(dá)兩個(gè)航跡中的第二短航跡的起始區(qū)域的末端時(shí)間7/、與第二短航跡起始時(shí)間;Γ/的時(shí)間差^ 滿足以
下條件，則確定第一短航跡和第二短航跡之間存在關(guān)聯(lián)|Κ-其中，ΔΓ*是時(shí)間
II,
同步準(zhǔn)則門限值，門限值根據(jù)第一短航跡的末端條件和盲區(qū)長(zhǎng)度確定；空間關(guān)聯(lián)準(zhǔn)則如果第一短航跡外推得到的航跡的到達(dá)位置與第二短航跡起始位置參數(shù)在空間上滿足以下條件，則確定第一短航跡和第二短航跡之間存在關(guān)聯(lián)
AR'并且Λ Θ彡Λ θ%其中，Λ R是第一短航跡和第二短航跡之間的距離差，Δ Θ是第一短航跡和第二短航跡之間的方位差，AR*為預(yù)定的距離差門限值，Δ Θ*為預(yù)定的方位差門限值；以及短航跡屬性關(guān)聯(lián)準(zhǔn)則如果第一短航跡外推得到的航跡的航向、航速與第二短航跡的航向、航速滿足以下條件，則確定第一短航跡和第二短航跡之間存在關(guān)聯(lián)Iva-Vb ( Λν*而且ICa-CbI ( AC%其中，Va為第一短航跡外推得到的航跡的航速，Ca為第二短航跡外推得到的航跡的航向，Vb為第二短航跡的航速,Cb為第二短航跡的航向，%預(yù)定的航速門限值，AC*為預(yù)定的航向門限值。其中，在預(yù)定合成準(zhǔn)則中的任一準(zhǔn)則的條件不能滿足的情況下，禁止進(jìn)行合成。此外，在對(duì)真短航跡進(jìn)行外推時(shí)，根據(jù)該真短航跡的末端的狀態(tài)以及該真短航跡變化的可能性得到該真短航跡的多個(gè)外推后得到的航跡，并根據(jù)預(yù)定合成準(zhǔn)則分別確定多個(gè)外推后得到的航跡與新形成的短航跡是否關(guān)聯(lián)，該真短航跡的末端的狀態(tài)包括以下參數(shù)該真短航跡的距離、方位、航向、速度、加速度。此外，在相鄰的兩個(gè)真短航跡之間相隔多個(gè)周期的情況下，則在對(duì)真短航跡進(jìn)行合成時(shí)，將兩個(gè)真短航跡進(jìn)行外推以使兩個(gè)航跡對(duì)接，其中，將兩個(gè)航跡中的第一短航跡向第二短航跡外推X個(gè)周期，將第二短航跡向第一短航跡外推Y個(gè)周期，X+Y = N，且X和Y均屬于區(qū)間
，N為第一短航跡與第二短航跡相隔的周期數(shù)量。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種短航跡合成裝置。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的短航跡合成裝置包括真短航跡確定模塊，用于在多個(gè)短航 跡中確定真短航跡，并將真短航跡之外的其他短航跡剔除，其中，真短航跡滿足以下條件該短航跡由于目標(biāo)機(jī)動(dòng)或環(huán)境變化而形成，而且該短航跡中的點(diǎn)跡在時(shí)間上均勻分布且該短航跡在航向上為平滑擺動(dòng)；聯(lián)合關(guān)聯(lián)處理模塊，用于對(duì)真短航跡進(jìn)行外推，并根據(jù)預(yù)定準(zhǔn)則確定真短航跡外推后得到的航跡、與其他新形成的短航跡是否關(guān)聯(lián)；合成模塊，用于在聯(lián)合關(guān)聯(lián)處理模塊的確定結(jié)果為是的情況下，對(duì)真短航跡、外推后得到的航跡與新形成的短航跡進(jìn)行合成。其中，真短航跡確定模塊用于根據(jù)以下方式中的至少之一來確定航跡是否由于目標(biāo)機(jī)動(dòng)或環(huán)境變化而形成若第i個(gè)短航跡Tcd的速度單調(diào)變化而且加速度變化存在規(guī)律，則Tcd為真短航跡；若第i個(gè)短航跡Tcd的速度單調(diào)變化而且外部環(huán)境出現(xiàn)突變，則Tcd為真短航跡；若第i個(gè)短航跡Tcd的速度單調(diào)變化而且加速度變化無規(guī)律，則Tcd為需要剔除的短航跡;若第i個(gè)短航跡Tcd的速度單調(diào)變化而且外部環(huán)境無突變，則Tcd為需要剔除的短航跡；若第i個(gè)短航跡Tcd的速度無單調(diào)變化，則Tcd為需要剔除的短航跡；其中，速度單調(diào)變化指當(dāng)目標(biāo)面向雷達(dá)站運(yùn)動(dòng)，則目標(biāo)徑向速度有Vk > Vih ;當(dāng)目標(biāo)背離雷達(dá)站運(yùn)動(dòng)，則目標(biāo)徑向速度有Vk > Vih或|vK| > IvihI ;加速度變化有規(guī)律指通過加速度變化信息的特征，確定是否因目標(biāo)機(jī)動(dòng)而形成的短航跡；外部環(huán)境突變指因外部環(huán)境突變引起連續(xù)多個(gè)周期無檢測(cè)點(diǎn)跡。此外，真短航跡確定模塊用于根據(jù)以下方式判斷短航跡中的點(diǎn)跡在時(shí)間上是否均勻分布在短航跡的點(diǎn)跡滿足以下公式的情況下，確定該短航跡的點(diǎn)跡在時(shí)間上均勻分布，并且確定該航跡為真短航跡( AR, i = 2,3, ···,N,其中,航跡的點(diǎn)跡個(gè)數(shù)為N,第i個(gè)周期短航跡距離為Ri,相鄰周期距離誤差表示為ARi,η = Ri-Rp1，其中，門限值A(chǔ)R*根
據(jù)誤差序列的均值 △尺^確定。
~ Ir, 2本發(fā)明通過根據(jù)目標(biāo)機(jī)動(dòng)和環(huán)境變化、以及該航跡的時(shí)間和空間分布來確定真短航跡，進(jìn)而將其他航跡剔除，之后再對(duì)真短航跡進(jìn)行多假設(shè)外推，并判斷外推后的航跡與其他新形成的短航跡是否關(guān)聯(lián)，在判斷關(guān)聯(lián)的情況下，對(duì)之前確定的真航跡進(jìn)行合并，從而能夠?qū)⒍鄠€(gè)航跡中的假航跡(不可信的航跡)剔除，使得后續(xù)的合成能夠基于彼此關(guān)聯(lián)真航跡進(jìn)行，從而有效改進(jìn)合成后的航跡的可信性，提高雷達(dá)跟蹤性能。


圖I是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的航跡合成方法的簡(jiǎn)要處理流程圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的航跡合成方法的基本原理示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的航跡合成方法中短航跡合成聯(lián)合準(zhǔn)則的原理圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的航跡合成方法中短航跡多假設(shè)外推原理圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的航跡合成方法在盲區(qū)較大時(shí)短航跡前后向外推擬合的不意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的航跡合成方法的處理實(shí)例的流程圖； 圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的航跡合成裝置框圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明能夠根據(jù)目標(biāo)機(jī)動(dòng)和環(huán)境變化、或者該航跡的時(shí)間和空間分布來確定真短航跡，進(jìn)而將其他航跡剔除，之后再對(duì)航跡進(jìn)行假設(shè)性的外推，并判斷外推后的航跡與其他新形成的短航跡之間是否存在關(guān)聯(lián)，在判斷關(guān)聯(lián)的情況下，對(duì)之前確定的真航跡進(jìn)行合并，從而能夠?qū)⒍鄠€(gè)航跡(可以是較短的航跡，也可以是較長(zhǎng)的航跡)中的假航跡(不可信的航跡)剔除，使得后續(xù)的合成(既可以是短航跡與短航跡的合成，也可以是長(zhǎng)航跡與短航跡的合成、長(zhǎng)航跡與長(zhǎng)航跡的合成)能夠基于彼此關(guān)聯(lián)真航跡進(jìn)行，從而有效改進(jìn)了合成后的航跡的可信性，能夠形成穩(wěn)定的航跡，提高穩(wěn)定航跡的概率，提高了雷達(dá)的跟蹤性能。本發(fā)明基本原理是首先在眾多的短航跡集合中，識(shí)別真假短航跡，剔除虛假短航跡，并根據(jù)短航跡合成聯(lián)合準(zhǔn)則判斷要不要合成，若屬于來自同一原航跡的短航跡(即關(guān)聯(lián))，則通過外推方法進(jìn)行航跡合成，最終形成穩(wěn)定的全局航跡。本發(fā)明不同于網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)為研究背景提出的航跡合成概念，在解決真假短航跡識(shí)別基礎(chǔ)上，要解決在盲區(qū)(即航跡不連續(xù))內(nèi)的航跡處理問題。就觀測(cè)空間概念來講，本發(fā)明的短航跡合成可以在系統(tǒng)不可觀測(cè)空間(指系統(tǒng)觀測(cè)為空集)上的信息處理；而從航跡處理角度來講，本發(fā)明通過短航跡合成形成穩(wěn)定航跡，能夠有效適用于不連續(xù)航跡處理和盲航跡處理。本領(lǐng)域內(nèi)，雷達(dá)很可能檢測(cè)到的長(zhǎng)度較短的航跡，而導(dǎo)致這種航跡出現(xiàn)的原因包括環(huán)境、干擾等多種因素，本領(lǐng)域內(nèi)通常將這種航跡稱為短航跡，而對(duì)于如何界定長(zhǎng)航跡和短航跡是本領(lǐng)域技術(shù)人員所知曉的，本文不再對(duì)區(qū)分航跡長(zhǎng)短的方式進(jìn)行描述。下面將結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。圖I是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的航跡合成方法的流程圖。如圖I所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的航跡合成方法包括步驟S101，在多個(gè)短航跡中確定真短航跡，并將真航跡之外的其他短航跡剔除，其中，真短航跡滿足以下條件中的至少之一該短航跡由于目標(biāo)機(jī)動(dòng)或環(huán)境變化而形成，而且該短航跡中的點(diǎn)跡在時(shí)間上均勻分布且該短航跡在航向上為平滑擺動(dòng)(此處，目標(biāo)機(jī)動(dòng)和環(huán)境變化這兩個(gè)條件可以單獨(dú)使用，也可以組合使用，組合使用時(shí)兩個(gè)條件的判斷順序不限)；步驟S103，對(duì)真短航跡進(jìn)行外推，并根據(jù)預(yù)定合成準(zhǔn)則確定真短航跡外推后得到的航跡與其他新形成的短航跡是否關(guān)聯(lián)；
步驟S105，在確定結(jié)果為是的情況下，對(duì)真短航跡、外推后得到的航跡與新形成的短航跡進(jìn)行合成。根據(jù)以下方式中的至少之一來確定航跡是否由于目標(biāo)機(jī)動(dòng)或環(huán)境變化而形成若第i個(gè)短航跡Tcd的速度單調(diào)變化而且加速度變化存在規(guī)律，則Tcd為真短航跡；若第i個(gè)短航跡Tcd的速度單調(diào)變化而且外部環(huán)境出現(xiàn)突變，則Tcd為真短航跡；若第i個(gè)短航跡Tcd的速度單調(diào)變化而且加速度變化無規(guī)律，則Tcd為需要剔除的短航跡；若第i個(gè)短航跡Tcd的速度單調(diào)變化而且外部環(huán)境無突變，則Tcd為需要剔除的短航跡；若第i個(gè)短航跡Tcd的速度無單調(diào)變化，則Tcd為需要剔除的短航跡； 其中，速度單調(diào)變化指當(dāng)目標(biāo)面向雷達(dá)站運(yùn)動(dòng)，則目標(biāo)徑向速度有Vk > Vih ;當(dāng)目標(biāo)背離雷達(dá)站運(yùn)動(dòng)，則目標(biāo)徑向速度有vK SVih或IvkI > Ivk-J ;加速度變化有規(guī)律指通過加速度變化信息的特征，確定是否因目標(biāo)機(jī)動(dòng)而形成的短航跡；外部環(huán)境突變指因外部環(huán)境突變引起連續(xù)多個(gè)周期無檢測(cè)點(diǎn)跡。另一方面，可以根據(jù)以下方式判斷短航跡中的點(diǎn)跡在時(shí)間上是否均勻分布在短航跡的點(diǎn)跡滿足以下公式的情況下，確定該短航跡的點(diǎn)跡在時(shí)間上均勻分布，并且確定該短航跡為真短航跡ARiji^1 ( AR*, i = 2,3,…，N，其中，航跡的點(diǎn)跡個(gè)數(shù)為N，第i個(gè)周期的航跡距離為Ri,相鄰周期距離誤差表示為ARiW = Ri-Rg，其中，門限值A(chǔ)R*根據(jù)誤差序列的均值
定。
TV — I 1=2此外，上述預(yù)定準(zhǔn)則包括以下三個(gè)關(guān)聯(lián)條件時(shí)間關(guān)聯(lián)準(zhǔn)則如果兩個(gè)航跡中的第一短航跡外推得到的航跡到達(dá)兩個(gè)航跡中的第二短航跡的起始區(qū)域的末端時(shí)間7/、與第二短航跡起始時(shí)間的時(shí)間差^4 - Cl滿足以
下條件，則確定第一短航跡和第二短航跡之間存在關(guān)聯(lián)，其中，Δ 是時(shí)間
同步準(zhǔn)則門限值，門限值根據(jù)第一短航跡的末端條件和盲區(qū)長(zhǎng)度確定；空間關(guān)聯(lián)準(zhǔn)則如果第一短航跡外推得到的航跡的到達(dá)位置與第二短航跡起始位置參數(shù)在空間上滿足以下條件，則確定第一短航跡和第二短航跡之間存在關(guān)聯(lián)
AR'并且Λ Θ彡Λ θ%其中，Λ R是第一短航跡和第二短航跡之間的距離差，Δ Θ是第一短航跡和第二短航跡之間的方位差，AR*為預(yù)定的距離差門限值，Δ Θ*為預(yù)定的方位差門限值；以及短航跡屬性關(guān)聯(lián)準(zhǔn)則如果第一短航跡外推得到的航跡的航向、航速與第二短航跡的航向、航速滿足以下條件，則確定第一短航跡和第二短航跡之間存在關(guān)聯(lián)Iva-Vb ( Λν*而且ICa-CbI ( AC%其中，Va為第一短航跡外推得到的航跡的航速，Ca為第二短航跡外推得到的航跡的航向，Vb為第二短航跡的航速,Cb為第二短航跡的航向，%預(yù)定的航速門限值，AC*為預(yù)定的航向門限值。如果外推得到的航跡的到達(dá)位置與起始位置參數(shù)在空間上滿足以下條件，則確定和之間存在關(guān)聯(lián)AR%并且Δ Θ ^ Δ θ%其中，AR是和之間的距尚差，Δ Θ是和之間的方位差，AR*為預(yù)定的距離差門限值，Λ Θ*為預(yù)定的方位差門限值；如果外推得到的航跡的航向、航速與的航向、航速滿足以下條件，則確定和之間存在關(guān)聯(lián)|νΑ-νΒ| ( Λ V*而且Ca-Cb ( Λ C%其中，Va為外推得到的航跡的航速，Ca為外推得到的航跡的航向，Vb為的航速，Cb為的航向，Af為預(yù)定的航速門限值，AC*為預(yù)定的航向門限值。在采用多個(gè)上述準(zhǔn)則的組合進(jìn)行判斷時(shí)，在預(yù)定合成準(zhǔn)則中的任一準(zhǔn)則的條件不能滿足的情況下，禁止進(jìn)行合成。其中，在對(duì)真航跡進(jìn)行外推時(shí)，根據(jù)該真短航跡的末端的狀態(tài)以及該真航跡變化的可能性得到該真短航跡的多個(gè)外推后得到的航跡，并根據(jù)預(yù)定合成準(zhǔn)則分別確定多個(gè)外推后得到的航跡與新形成的短航跡是否關(guān)聯(lián)，該真短航跡的末端的狀態(tài)包括以下參數(shù)該真短航跡的距離、方位、航向、速度、加速度或其組合。
其中，在對(duì)一個(gè)真短航跡進(jìn)行外推時(shí)，外推長(zhǎng)度為該航跡的末端時(shí)間與另一航跡的起始時(shí)間之差。由于該航跡的加速度卻是估值，而且在外推期間可變的，因此本實(shí)施例可以將該航跡外推期間的加速度看作是以卻為中心可變的變量，即依據(jù)原有航跡末端狀態(tài)估計(jì)，假設(shè)幾種可能的終端條件(主要是機(jī)動(dòng)加速度)來進(jìn)行外推，從而解決在外推期間加速度的不確定性問題，有助于進(jìn)一步提高短航跡合成準(zhǔn)確度。此外，在相鄰的兩個(gè)真短航跡之間相隔多個(gè)周期的情況下，則在對(duì)真短航跡進(jìn)行合成時(shí)，將兩個(gè)真短航跡進(jìn)行外推以使兩個(gè)航跡對(duì)接，其中，將兩個(gè)航跡中的第一短航跡向第二短航跡外推X個(gè)周期，將第二短航跡向第一短航跡外推Y個(gè)周期，X+Y = N，且X和Y均屬于區(qū)間
，N為第一短航跡與第二短航跡相隔的周期數(shù)量。下面，同樣以短航跡為例，描述本發(fā)明進(jìn)行航跡合成的方案，應(yīng)當(dāng)注意，下文中的短航跡僅僅是一個(gè)實(shí)例，對(duì)于較長(zhǎng)的航跡，同樣可以采用類似的方式進(jìn)行識(shí)別和合成。圖2示出了本發(fā)明對(duì)于短航跡進(jìn)行識(shí)別和合成的基本原理。對(duì)于短航跡，本實(shí)施例的處理主要由真假短航跡識(shí)別、短航跡合成聯(lián)合準(zhǔn)則(由于在根據(jù)聯(lián)合準(zhǔn)則進(jìn)行判斷時(shí)，需要根據(jù)時(shí)間、空間和屬性等特性進(jìn)行判斷，因此，該部分也可以稱為時(shí)空屬性聯(lián)合準(zhǔn)則)、航跡擬合等三大部分組成，在真假短航跡識(shí)別后可以進(jìn)行短航跡的外推，之后再進(jìn)行時(shí)空屬性聯(lián)合準(zhǔn)則的判斷。其中，真假短航跡識(shí)別把短航跡集合分為需要外推的短航跡(即真航跡)和需要剔除的虛假短航跡兩大類。短航跡合成聯(lián)合準(zhǔn)則主要尋找需要航跡合成的短航跡對(duì)，主要由假設(shè)數(shù)目的確定、航跡的外推以及短航跡合成(時(shí)空+屬性)聯(lián)合準(zhǔn)則等三部分組成。其中前二項(xiàng)多假設(shè)航跡外推是根據(jù)原有短航跡末端條件(指短航跡終止時(shí)刻的狀態(tài))多假設(shè)的狀態(tài)值作為初值航跡外推。短航跡合成(時(shí)空+屬性)聯(lián)合準(zhǔn)則是一種綜合決策準(zhǔn)則，它從航跡時(shí)空特征和屬性(主要指航跡的航向、航速等信息)兩方面進(jìn)行是否要合成的判決。航跡擬合模塊是對(duì)判定為合成的航跡盲區(qū)進(jìn)行航跡外推擬合，最終通過合成(接力跟蹤)形成穩(wěn)定航跡。上述的真假短航跡識(shí)別，完成短航跡的真假分類。即把短航跡集合分為需要外推的短航跡和需要剔除的虛假短航跡兩大類。真假短航跡識(shí)別準(zhǔn)則由屬性識(shí)別和時(shí)空分布特征識(shí)別兩部分組成。屬性識(shí)別首先通過短航跡的屬性識(shí)別，把因目標(biāo)機(jī)動(dòng)而產(chǎn)生的短航跡和因外部環(huán)境的變化而形成的短航跡歸為真航跡。前者指跟蹤關(guān)聯(lián)處理因目標(biāo)機(jī)動(dòng)沒有找到關(guān)聯(lián)點(diǎn)而產(chǎn)生的短航跡，而后者指因外部雜波干擾淹沒目標(biāo)無檢測(cè)點(diǎn)跡而產(chǎn)生的短航跡。它們均屬于真短航跡。真假短航跡識(shí)別準(zhǔn)則如下I)若第i個(gè)短航跡Tcd速度單調(diào)變化而且加速度變化有規(guī)律，則Tcd為真短航跡2)若第i個(gè)短航跡Tcd速度單調(diào)變化而且外部環(huán)境突變，則Tcd為真短航跡3)若第i個(gè)短航跡Tcd速度單調(diào)變化而且加速度變化無規(guī)律，則Tcd為虛假短航跡4)若第i個(gè)短航跡Tcd速度單調(diào)變化而且外部環(huán)境無突變，則Tcd為虛假短航跡5)若第i個(gè)短航跡Tcd速度無單調(diào)變化，則Tcd為虛假短航跡上述屬性識(shí)別準(zhǔn)則中，速度單調(diào)變化指當(dāng)目標(biāo)面向雷達(dá)站運(yùn)動(dòng)(即RkSRih),則目標(biāo)徑向速度有\(zhòng) > Vk^1 ;當(dāng)目標(biāo)背離雷達(dá)站運(yùn)動(dòng)(RK > Rih)，則目標(biāo)徑向速度有Vk > Vk^1或|vK| > vK_J ;加速度變化有規(guī)律指通過加速度變化信息的特征，是否因目標(biāo)機(jī)動(dòng)而形成短航跡；外部環(huán)境突變指因外部電磁環(huán)境突變引起連續(xù)幾個(gè)周期無檢測(cè)而形成的短航跡。為實(shí)現(xiàn)這一準(zhǔn)則，在航跡起始開始，要計(jì)算目標(biāo)的速度變化單調(diào)性，目標(biāo)機(jī)動(dòng)特性估計(jì)，計(jì)算檢測(cè)背景噪底的大小變化等。在上述準(zhǔn)則中，對(duì)于目標(biāo)機(jī)動(dòng)特性的判別主要依據(jù)目標(biāo)散射面積RCS變化來進(jìn)行的。若目標(biāo)RCS突然變小而且目標(biāo)多普勒普?qǐng)D突然展寬，則認(rèn)為目標(biāo)處于機(jī)動(dòng)狀態(tài)。在上述準(zhǔn)則中，外部環(huán)境突變是通過檢測(cè)背景的突變來提取的。若檢測(cè)背景噪底越來越大或突變(如雷電、電離層等沖擊干擾)，說明短航跡是由于外部干擾而產(chǎn)生的。但是隨著外部電磁環(huán)境的改善，雷達(dá)系統(tǒng)可能重新形成航跡。即，被丟失的航跡又形成。時(shí)空分布特征識(shí)別是依據(jù)短航跡的點(diǎn)跡時(shí)空分布特征進(jìn)行真假短航跡的分類。這里時(shí)空分布特征指短航跡的點(diǎn)跡在時(shí)間和航向上的分布特征。虛假的短航跡的點(diǎn)跡通常在時(shí)間上(實(shí)際上每一周期目標(biāo)運(yùn)動(dòng)距離)非均勻分布的，甚至是非單調(diào)分布，即短航跡點(diǎn)跡在距離維或方位維上不單調(diào)變化。但是真短航跡的點(diǎn)跡在該航向上是按采樣時(shí)間順序具有較均勻的分布。這就是真假短航跡識(shí)別的時(shí)間分布特性。設(shè)短航跡的點(diǎn)跡個(gè)數(shù)為N,第i個(gè)周期短航跡距離為Ri,前后周期距離誤差表述為Δ Ri η — Ri-Ri-! ο若滿足ARiH 彡 AR* i = 2，3，…，N (I)則短航跡具有真短航跡的時(shí)間分布特征。其中，門限值八^可參考誤差序列的均值
權(quán)利要求
1.一種短航跡合成方法，其特征在于，包括 在多個(gè)短航跡中確定真短航跡，并將所述真航跡之外的其他短航跡剔除，其中，所述真短航跡滿足以下條件中的至少之一該短航跡由于目標(biāo)機(jī)動(dòng)或環(huán)境變化而形成，而且該短航跡中的點(diǎn)跡在時(shí)間上均勻分布且該短航跡在航向上為平滑擺動(dòng)； 對(duì)所述真短航跡進(jìn)行外推，并根據(jù)預(yù)定合成準(zhǔn)則確定所述真短航跡外推后得到的航跡與其他新形成的短航跡是否關(guān)聯(lián)； 在確定結(jié)果為是的情況下，對(duì)所述真短航跡、外推后得到的航跡與所述新形成的短航跡進(jìn)行合成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的短航跡合成方法，其特征在于，根據(jù)以下方式中的至少之一來確定航跡是否由于目標(biāo)機(jī)動(dòng)或環(huán)境變化而形成 若第i個(gè)短航跡Tcd的速度單調(diào)變化而且加速度變化存在規(guī)律，則Tcd為真短航跡； 若第i個(gè)短航跡Tcd的速度單調(diào)變化而且外部環(huán)境出現(xiàn)突變，則Tcd為真短航跡； 若第i個(gè)短航跡Tcd的速度單調(diào)變化而且加速度變化無規(guī)律，則Tcd為需要剔除的短航跡； 若第i個(gè)短航跡Tcd的速度單調(diào)變化而且外部環(huán)境無突變，則Tcd為需要剔除的短航跡； 若第i個(gè)短航跡Tcd的速度無單調(diào)變化，則Tcd為需要剔除的短航跡； 其中，速度單調(diào)變化指當(dāng)目標(biāo)面向雷達(dá)站運(yùn)動(dòng)，則目標(biāo)徑向速度有\(zhòng) > Vk^1 ;當(dāng)目標(biāo)背離雷達(dá)站運(yùn)動(dòng)，則目標(biāo)徑向速度有Vk > Vk^1或|vK| > Ivih I ;加速度變化有規(guī)律指通過加速度變化信息的特征，確定是否因目標(biāo)機(jī)動(dòng)而形成的短航跡；外部環(huán)境突變指因外部環(huán)境突變引起連續(xù)多個(gè)周期無檢測(cè)點(diǎn)跡。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的短航跡合成方法，其特征在于，根據(jù)以下方式判斷短航跡中的點(diǎn)跡在時(shí)間上是否均勻分布 在短航跡的點(diǎn)跡滿足以下公式的情況下，確定該短航跡的點(diǎn)跡在時(shí)間上均勻分布，并且確定該短航跡為真短航跡
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的短航跡合成方法，其特征在于，所述預(yù)定合成準(zhǔn)則包括以下準(zhǔn)則 時(shí)間關(guān)聯(lián)準(zhǔn)則如果兩個(gè)航跡中的第一短航跡外推得到的航跡到達(dá)所述兩個(gè)航跡中的第二短航跡的起始區(qū)域的末端時(shí)間Γ/1、與第二短航跡起始時(shí)間的時(shí)間差滿足以下條件，則確定所述第一短航跡和第二短航跡之間存在關(guān)聯(lián)|C，其中是時(shí)間同步準(zhǔn)則門限值，所述門限值根據(jù)所述第一短航跡的末端條件和盲區(qū)長(zhǎng)度確定； 空間關(guān)聯(lián)準(zhǔn)則如果所述第一短航跡外推得到的航跡的到達(dá)位置與所述第二短航跡起始位置參數(shù)在空間上滿足以下條件，則確定所述第一短航跡和第二短航跡之間存在關(guān)聯(lián)AR彡AR%并且Λ Θ彡Λ θ%其中，AR是所述第一短航跡和所述第二短航跡之間的距離差，Λ Θ是所述第一短航跡和所述第二短航跡之間的方位差，AR*為預(yù)定的距離差門限值，Δ θ*為預(yù)定的方位差門限值；以及 短航跡屬性關(guān)聯(lián)準(zhǔn)則如果所述第一短航跡外推得到的航跡的航向、航速與所述第二短航跡的航向、航速滿足以下條件，則確定所述第一短航跡和第二短航跡之間存在關(guān)聯(lián)Iva-Vb ( Λν*而且ICa-CbI ( AC%其中，Va為所述第一短航跡外推得到的航跡的航速，Ca為所述第二短航跡外推得到的航跡的航向，Vb為所述第二短航跡的航速，Cb為所述第二短航跡的航向，AV*為預(yù)定的航速門限值，AC*為預(yù)定的航向門限值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的短航跡合成方法，其特征在于，在所述預(yù)定合成準(zhǔn)則中的任一準(zhǔn)則的條件不能滿足的情況下，禁止進(jìn)行合成。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的短航跡合成方法，其特征在于，在對(duì)真短航跡進(jìn)行外推時(shí)，根據(jù)該真短航跡的末端的狀態(tài)以及該真短航跡變化的可能性得到該真短航跡的多個(gè)外推后得到的航跡，并根據(jù)預(yù)定合成準(zhǔn)則分別確定所述多個(gè)外推后得到的航跡與新形成的短航跡是否關(guān)聯(lián)，該真短航跡的末端的狀態(tài)包括以下參數(shù)該真短航跡的距離、方位、航向、速度、加速度。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的短航跡合成方法，其特征在于，在相鄰的兩個(gè)真短航跡之間相隔多個(gè)周期的情況下，則在對(duì)所述真短航跡進(jìn)行合成時(shí)，將所述兩個(gè)真短航跡進(jìn)行外推以使所述兩個(gè)航跡對(duì)接，其中，將兩個(gè)航跡中的第一短航跡向第二短航跡外推X個(gè)周期，將所述第二短航跡向所述第一短航跡外推Y個(gè)周期，X+Y = N，且X和Y均屬于區(qū)間[O，N]，N為所述第一短航跡與所述第二短航跡相隔的周期數(shù)量。
8.一種短航跡合成裝置，其特征在于，包括 真短航跡確定模塊，用于在多個(gè)短航跡中確定真短航跡，并將所述真短航跡之外的其他短航跡剔除，其中，所述真短航跡滿足以下條件該短航跡由于目標(biāo)機(jī)動(dòng)或環(huán)境變化而形成，而且該短航跡中的點(diǎn)跡在時(shí)間上均勻分布且該短航跡在航向上為平滑擺動(dòng)； 聯(lián)合關(guān)聯(lián)處理模塊，用于對(duì)所述真短航跡進(jìn)行外推，并根據(jù)預(yù)定準(zhǔn)則確定所述真短航跡外推后得到的航跡、與其他新形成的短航跡是否關(guān)聯(lián)； 合成模塊，用于在所述聯(lián)合關(guān)聯(lián)處理模塊的確定結(jié)果為是的情況下，對(duì)所述真短航跡、外推后得到的航跡與所述新形成的短航跡進(jìn)行合成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的短航跡合成裝置，其特征在于，所述真短航跡確定模塊用于根據(jù)以下方式中的至少之一來確定航跡是否由于目標(biāo)機(jī)動(dòng)或環(huán)境變化而形成 若第i個(gè)短航跡Tcd的速度單調(diào)變化而且加速度變化存在規(guī)律，則Tcd為真短航跡； 若第i個(gè)短航跡Tcd的速度單調(diào)變化而且外部環(huán)境出現(xiàn)突變，則Tcd為真短航跡； 若第i個(gè)短航跡Tcd的速度單調(diào)變化而且加速度變化無規(guī)律，則Tcd為需要剔除的短航跡； 若第i個(gè)短航跡Tcd的速度單調(diào)變化而且外部環(huán)境無突變，則Tcd為需要剔除的短航跡； 若第i個(gè)短航跡Tcd的速度無單調(diào)變化，則Tcd為需要剔除的短航跡； 其中，速度單調(diào)變化指當(dāng)目標(biāo)面向雷達(dá)站運(yùn)動(dòng)，則目標(biāo)徑向速度有\(zhòng) > Vk^1 ;當(dāng)目標(biāo)背離雷達(dá)站運(yùn)動(dòng)，則目標(biāo)徑向速度有Vk > Vk^1或|vK| > Ivih I ;加速度變化有規(guī)律指通過加速度變化信息的特征，確定是否因目標(biāo)機(jī)動(dòng)而形成的短航跡；外部環(huán)境突變指因外部環(huán)境突變引起連續(xù)多個(gè)周期無檢測(cè)點(diǎn)跡。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的短航跡合成裝置，其特征在于，所述真短航跡確定模塊用于根據(jù)以下方式判斷短航跡中的點(diǎn)跡在時(shí)間上是否均勻分布 在短航跡的點(diǎn)跡滿足以下公式的情況下，確定該短航跡的點(diǎn)跡在時(shí)間上均勻分布，并且確定該航跡為真短航跡 ARi,η彡AR%i = 2,3, ···, N,其中，航跡 的點(diǎn)跡個(gè)數(shù)為N,第i個(gè)周期短航跡距離為Ri，相鄰周期距離誤差表示為ARi, η = Ri-Rg，其中，門限值A(chǔ)R*根據(jù)誤差序列的均值A(chǔ).',-,確定。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種短航跡合成方法和裝置，其中，該方法包括在多個(gè)短航跡中確定真短航跡，并將真航跡之外的其他短航跡剔除，其中，真短航跡滿足以下條件中的至少之一該短航跡由于目標(biāo)機(jī)動(dòng)或環(huán)境變化而形成，而且該短航跡中的點(diǎn)跡在時(shí)間上均勻分布且該短航跡在航向上為平滑擺動(dòng)；對(duì)真短航跡進(jìn)行外推，并根據(jù)預(yù)定合成準(zhǔn)則確定真短航跡外推后得到的航跡與其他新形成的短航跡是否關(guān)聯(lián)；在確定結(jié)果為是的情況下，對(duì)真短航跡、外推后得到的航跡與新形成的短航跡進(jìn)行合成。本發(fā)明能夠?qū)⒍鄠€(gè)航跡中的假航跡(不可信的航跡)剔除，使得后續(xù)的合成能夠基于彼此關(guān)聯(lián)真航跡進(jìn)行，從而有效改進(jìn)合成后的航跡的可信性，提高雷達(dá)跟蹤性能。
文檔編號(hào)G01S13/58GK102879774SQ20111019610
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2011年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月11日
發(fā)明者權(quán)太范, 許榮慶, 張慶祥, 于長(zhǎng)軍, 馬子龍, 趙彬 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)