專利名稱：一種二維旋轉(zhuǎn)多功能相控陣?yán)走_(dá)變數(shù)據(jù)率目標(biāo)跟蹤方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及二維旋轉(zhuǎn)多功能相控陣?yán)走_(dá)變數(shù)據(jù)率目標(biāo)跟蹤方法。特別是一種二維旋轉(zhuǎn)多功能相控陣?yán)走_(dá)基于不同類的數(shù)據(jù)率的目標(biāo)跟蹤技術(shù)及其方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的多功能相控陣?yán)走_(dá)多為固定陣面的相控陣?yán)走_(dá)，某一陣面只負(fù)責(zé)某一空域范圍內(nèi)的目標(biāo)的搜索與跟蹤。在這種體制下，采用常用的相控陣?yán)走_(dá)數(shù)據(jù)處理方法就可以保證雷達(dá)輸出高精度高數(shù)據(jù)率的目標(biāo)跟蹤數(shù)據(jù)。在常用的相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中，邊掃描邊跟蹤方法已被一種新的叫做“有源多目標(biāo)跟蹤”的計(jì)算機(jī)控制方法所代替。它利用航跡的不斷更新來控制天線波束，按照目標(biāo)優(yōu)先級(jí)表使波束指向下次觀測時(shí)刻的預(yù)測位置，且下次觀測時(shí)刻也由計(jì)算機(jī)算出。在相控陣?yán)走_(dá)目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)中，在系統(tǒng)資源許可的情況下為了使系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡單易行，可采用固定數(shù)據(jù)率的目標(biāo)跟蹤技術(shù)對跟蹤模式下的所有目標(biāo)進(jìn)行跟蹤處理；為了優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)能更好地跟蹤機(jī)動(dòng)目標(biāo)，也可不限于采用固定的數(shù)據(jù)率，而可按照某種規(guī)定的最優(yōu)準(zhǔn)則自動(dòng)對目標(biāo)航跡進(jìn)行采樣，如對機(jī)動(dòng)目標(biāo)的采樣率要高于直線飛行的目標(biāo)， 因而能降低平滑和預(yù)測跟蹤濾波器的誤差。由于本發(fā)明所服務(wù)的對象只有一個(gè)陣面，其在某一個(gè)時(shí)刻波束所能覆蓋的范圍有限，為了要完成全程全方位范圍內(nèi)目標(biāo)的搜索與跟蹤，必須在方位上進(jìn)行高速機(jī)械旋轉(zhuǎn)才能實(shí)現(xiàn)。在這種體制下，雷達(dá)分配給某一固定空域范圍的時(shí)間和能量資源都非常有限，采用上述常規(guī)的相控陣?yán)走_(dá)數(shù)據(jù)處理方法來對目標(biāo)進(jìn)行處理的話，消耗當(dāng)前雷達(dá)大部分甚至所有的能量和時(shí)間資源也未必能完成所有目標(biāo)的處理。為了解決這個(gè)問題，也可采用降低跟蹤目標(biāo)的數(shù)據(jù)率來進(jìn)行處理，但這又與雷達(dá)配合使用的導(dǎo)彈武器系統(tǒng)要求雷達(dá)輸出高精度高數(shù)據(jù)率的目標(biāo)跟蹤數(shù)據(jù)相違背。為了解決高數(shù)據(jù)率與時(shí)間能量資源緊張的矛盾，必須研究一種新的目標(biāo)跟蹤算法，在滿足二維旋轉(zhuǎn)多功能相控陣?yán)走_(dá)的時(shí)間和能量約束要求下，保證在跟蹤模式下精跟目標(biāo)的數(shù)據(jù)率和精度。

發(fā)明內(nèi)容
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為根據(jù)二維旋轉(zhuǎn)相控陣的特點(diǎn)，為了保證有限的時(shí)間資源情況下完成對全量程全空域的目標(biāo)搜索和跟蹤，同時(shí)也為了保證滿足一定要求的精跟目標(biāo)的數(shù)據(jù)率，在對二維旋轉(zhuǎn)相控陣?yán)走_(dá)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤處理時(shí)根據(jù)不同類型不同距離段目標(biāo)采用不同數(shù)據(jù)率的目標(biāo)跟蹤方法。具體原理是，對所有距離段粗跟目標(biāo)采用低數(shù)據(jù)率的目標(biāo)跟蹤方法以節(jié)省雷達(dá)時(shí)間和能量資源的開銷；對近距離段精跟目標(biāo)采用高數(shù)據(jù)率的目標(biāo)跟蹤方法，保證滿足導(dǎo)彈武器系統(tǒng)的要求；對中遠(yuǎn)距離段精跟目標(biāo)采用較低和低數(shù)據(jù)率的目標(biāo)跟蹤方法，以節(jié)省雷達(dá)時(shí)間和能量資源的開銷。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為(1)在滿足跟蹤精度和數(shù)據(jù)率要求情況下，減少對相應(yīng)目標(biāo)的處理時(shí)間和需要的雷達(dá)資源，保證跟蹤模式下精跟目標(biāo)所需的雷達(dá)資源。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。


圖1是一種二維旋轉(zhuǎn)相控陣?yán)走_(dá)變數(shù)據(jù)率目標(biāo)跟蹤原理圖；圖2是一種二維旋轉(zhuǎn)相控陣?yán)走_(dá)目標(biāo)跟蹤流程圖。
具體實(shí)施例方式設(shè)雷達(dá)數(shù)據(jù)率變化參數(shù)為1)對近程探測距離范圍，數(shù)據(jù)率一般為A秒；2)對中程探測距離范圍，此時(shí)數(shù)據(jù)率為2XA秒；3)對遠(yuǎn)程探測距離范圍，此時(shí)數(shù)據(jù)率為4XA秒；按照上述要求，系統(tǒng)將全方位劃分為9個(gè)方位扇區(qū)進(jìn)行處理，每個(gè)方位扇區(qū)40°， 將方位扇區(qū)編號(hào)為1、2、3、......、9。對于對近程探測距離范圍的目標(biāo)，每個(gè)天線周期依次處理每個(gè)方位扇區(qū)。對于對中程探測距離范圍的目標(biāo)，若第一個(gè)天線周期處理奇數(shù)號(hào)方位扇區(qū)，則第二個(gè)天線周期處理偶數(shù)號(hào)方位扇區(qū)，下一個(gè)天線周期再處理奇數(shù)號(hào)方位扇區(qū)，依次類推；當(dāng)天線法線到達(dá)1號(hào)扇區(qū)中心線(圖中虛線)時(shí)，開始對2扇區(qū)進(jìn)行處理，當(dāng)天線法線到達(dá)3 扇區(qū)中心線時(shí)，結(jié)束2扇區(qū)處理，開始4扇區(qū)處理，以此類推，逐個(gè)處理間隔的下一個(gè)扇區(qū)。對于對遠(yuǎn)程探測距離范圍的目標(biāo)，則將每個(gè)方位扇區(qū)平均等分為4個(gè)小扇區(qū)，在每個(gè)天線周期里只對該方位扇區(qū)中的1個(gè)小扇區(qū)進(jìn)行處理。在實(shí)施時(shí)，根據(jù)目標(biāo)濾波后的航跡距離信息得到下個(gè)跟蹤周期的數(shù)據(jù)率，設(shè)定此批目標(biāo)向雷達(dá)資源調(diào)度模塊提出“航跡更新”調(diào)度申請的延遲周期，系統(tǒng)每掃過一個(gè)天線周期，此延遲周期減1，若減為0則向雷達(dá)資源調(diào)度模塊提出“航跡更新”調(diào)度申請。
權(quán)利要求
1.一種二維旋轉(zhuǎn)相控陣?yán)走_(dá)變數(shù)據(jù)率目標(biāo)跟蹤方法，其特征在于在相控陣?yán)走_(dá)跟蹤模式下，對精跟目標(biāo)根據(jù)目標(biāo)當(dāng)前所在的距離段采用不同的數(shù)據(jù)率(近距離段目標(biāo)采用高數(shù)據(jù)率，遠(yuǎn)距離段目標(biāo)采用低數(shù)據(jù)率)完成對目標(biāo)的跟蹤。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的根據(jù)二維旋轉(zhuǎn)相控陣?yán)走_(dá)當(dāng)前資源和目標(biāo)跟蹤情況進(jìn)行變數(shù)據(jù)率的方法。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對不同數(shù)據(jù)率目標(biāo)的跟蹤方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種二維旋轉(zhuǎn)多功能相控陣?yán)走_(dá)變數(shù)據(jù)率目標(biāo)跟蹤方法。由于二維旋轉(zhuǎn)相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)的時(shí)間能量資源有限，要實(shí)現(xiàn)對多目標(biāo)的搜索和跟蹤，需要盡量提高相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)的時(shí)間能量資源利用率。為此，必須研究一種新的相控陣?yán)走_(dá)多目標(biāo)跟蹤算法，在滿足跟蹤精度要求情況下，盡可能減少對每個(gè)目標(biāo)的累計(jì)照射時(shí)間，以節(jié)省對單個(gè)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤所耗費(fèi)的雷達(dá)系統(tǒng)資源。本發(fā)明根據(jù)二維旋轉(zhuǎn)相控陣的特點(diǎn)，采取了變數(shù)據(jù)率的目標(biāo)跟蹤方法，即根據(jù)目標(biāo)距離的分段采用不同的數(shù)據(jù)率進(jìn)行目標(biāo)跟蹤，以有限的時(shí)間資源完成對全量程全空域的目標(biāo)跟蹤。
文檔編號(hào)G01S13/72GK102540182SQ201110383298
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月25日
發(fā)明者尹曉燕 申請人:中國船舶重工集團(tuán)公司第七二四研究所