一种基于无人机监视雷达的杂波抑制目标机动跟踪方法技术

本发明专利技术涉及无人机监视雷达航迹跟踪的技术领域，尤其是一种基于无人机监视雷达的杂波抑制目标机动跟踪方法，包括：对目标的运动方式进行判断，所述运动方式包括非径向运动和径向直线运动；对目标的运动进行异常机动判别，判别目标的运动是否为异常机动；且不同运动方式的目标的异常机动判别方式不同；对运动为异常机动的目标建立隐形分支航迹；对隐形分支航迹进行航迹管理。本发明专利技术通过目标异常机动的判别以抑制杂波的干扰，同时，通过建立隐形分支航迹以保证目标的机动跟踪，有效的解决了无人机的航迹跟踪需要兼顾目标强机动跟踪和杂波抑制的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于无人机监视雷达的杂波抑制目标机动跟踪方法
本专利技术涉及无人机监视雷达航迹跟踪的
，尤其是一种基于无人机监视雷达的杂波抑制目标机动跟踪方法。
技术介绍
近年，由于民用无人机产业迅速发展，导致无人机防御成为城市低空防御、边防、海防等国家安全防御系统中急需解决的问题。无人机监视雷达作为无人机防御系统中的重要组成部分，负责无人机的发现、确认和跟踪。针对无人机体积小、飞行高度低、飞行速度慢的特点，无人机监视雷达需要进行低仰角、超低门限检测，经过信号处理后杂波剩余量大；同时，无人机机动性强，转弯、悬停不受限制，为了满足目标机动跟踪，目标运动参数相关范围宽泛，使得目标跟踪容易受到杂波的干扰。综上，无人机航迹跟踪需要兼顾目标强机动跟踪，以及杂波抑制的问题。现有技术的目标跟踪，易造成目标在大机动时跟踪丢点，以及在目标杂波区跟踪时易受杂波影响，造成跟踪错误。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种基于无人机监视雷达的杂波抑制目标机动跟踪方法，通过目标异常机动的判别以抑制杂波的干扰，同时，通过建立隐形分支航迹以保证目标的机动跟踪，有效的解决了无人机的航迹跟踪需要兼顾目标强机动跟踪和杂波抑制的问题。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案，包括：一种基于无人机监视雷达的杂波抑制目标机动跟踪方法，包括以下步骤：S1，对目标的运动方式进行判断，所述运动方式包括非径向运动和径向运动；S2，对目标的运动进行异常机动判别，判别目标的运动是否为异常机动；且不同运动方式的目标的异常机动判别方式不同；S3，对运动判别为异常机动的目标建立隐形分支航迹；S4，对隐形分支航迹进行航迹管理。步骤S1中，对目标的运动方式进行判断，包括以下具体步骤：S11，计算目标的飞行速度Velocity，计算方式如下所示：其中，Tn表示当前帧的关联点迹Plot的接收时间；Plot(X)、Plot(Y)分别表示当前帧即Tn时刻的关联点迹Plot的X轴坐标和Y轴坐标；Tn-1表示目标航迹的前一帧的更新时间；分别表示目标航迹在前一帧即Tn-1时刻的点迹的X轴坐标和Y轴坐标；S12，计算目标的径向飞行速度RadialVelocity，计算方式如下所示：RadialVelocity＝Velocity×cos[Course-Plot(Azimuth)]其中，Courese表示当前帧的关联点迹Plot与前一帧的目标航迹所形成的目标飞行航向；Plot(Azimuth)表示当前帧的关联点迹Plot的方位；S13，根据目标的飞行速度Velocity和目标的径向飞行速度RadialVelocity之间差值的绝对值判断目标的运动方式，具体方式如下所示：当|Velocity-RadialVelocity|＜DeltaV时，目标的运动方式为径向运动，即目标为径向直线飞行，标记为RadialFlyMode；当|Velocity-RadialVelocity|＞DeltaV时，目标的运动方式为非径向运动，即目标为绕飞，标记为RoundFlyMode；若前一时刻目标为径向直线飞行且当前时刻目标为绕飞时，则判定目标为首点绕飞，标记为FirstRoundFlyMode；其中，DeltaV表示速度抖动门限。步骤S2中，径向运动的目标的异常机动判断，包括以下具体步骤：S201，利用目标航迹在前三帧的点迹以及目标航迹的前三帧的更新时间Tn-1、Tn-2、Tn-3，计算目标航迹在前一帧即Tn-1时刻的点迹的速度和加速度具体计算方式如下所示：其中，表示目标航迹在前一帧的点迹的沿X轴方向的速度；表示目标航迹在前一帧的点迹的沿Y轴方向的速度；表示目标航迹在前两帧即Tn-2时刻的点迹的沿X轴方向的速度；表示目标航迹在前两帧的点迹的沿Y轴方向的速度；表示目标航迹在前一帧的点迹的沿X轴方向的加速度；表示目标航迹在前一帧的点迹的沿Y轴方向的加速度；表示目标航迹在前一帧的点迹的X轴坐标，表示目标航迹在前一帧的点迹的Y轴坐标；表示目标航迹在前两帧即Tn-2时刻的点迹的X轴坐标，表示目标航迹在前两帧即Tn-2时刻的点迹的Y轴坐标；表示目标航迹在前三帧即Tn-3时刻的点迹的X轴坐标，表示目标航迹在前三帧即Tn-3时刻的点迹的Y轴坐标；S202，对于径向运动的目标，根据匀加速直线运动公式，分别计算当前帧即Tn时刻的目标预测点的位置和目标最大机动预测点的位置，具体计算方式如下所示：其中，所述目标预测点是根据目标航迹的历史数据即目标航迹在之前帧的点迹数据进行外推所得到的点迹，即为观测点迹；PreP(X)表示目标预测点的X轴坐标，PreP(Y)表示目标预测点的Y轴坐标；其中，所述目标最大机动预测点是根据目标航迹的历史数据假设目标发生最大机动时所计算得到的预测点迹；OppPreP(X)表示目标最大机动预测点的X轴坐标，OppPreP(Y)表示目标最大机动预测点的Y轴坐标；S203，计算目标径向直线运动的最大残差门限MaxResidueR.Radial，具体计算方式如下所示：计算关联点迹与目标航迹的残差PlotResidueR.Radial，具体计算方式如下所示：其中，Plot(X)、Plot(Y)分别表示当前帧即Tn时刻的关联点迹Plot的X轴坐标和Y轴坐标；S204，若关联点迹与目标航迹的残差PlotResidueR.Radial大于目标径向直线运动的最大残差门限MaxResidueR.Radial，则该目标的径向运动为异常机动，即目标在当前帧的运动为异常机动；否则，该目标的径向运动不为异常机动。步骤S2中，非径向运动的目标的异常机动判断，包括以下具体步骤：S211，利用目标航迹在前三帧的点迹以及目标航迹的前三帧的更新时间Tn-1、Tn-2、Tn-3，计算目标航迹在前一帧即Tn-1时刻的点迹的速度和加速度具体计算方式如下所示：其中，表示目标航迹在前一帧的点迹的沿X轴方向的速度；表示目标航迹在前一帧的点迹的沿Y轴方向的速度；表示目标航迹在前两帧即Tn-2时刻的点迹的沿X轴方向的速度；表示目标航迹在前两帧的点迹的沿Y轴方向的速度；表示目标航迹在前一帧的点迹的沿X轴方向的加速度；表示目标航迹在前一帧的点迹的沿Y轴方向的加速度；表示目标航迹在前一帧的点迹的X轴坐标，表示目标航迹在前一帧的点迹的Y轴坐标；表示目标航迹在前两帧即Tn-2时刻的点迹的X轴坐标，表示目标航迹在前两帧即Tn-2时刻的点迹的Y轴坐标；表示目标航迹在前三帧即Tn-3时刻的点迹的X轴坐标，表示目标航迹在前三帧即Tn-3时刻的点迹的Y轴坐标；S212，对非径向运动的目标，也根据匀加速直线运动公式，分别计算当前帧即Tn时刻的目标预测点的位置和目标最大机动预测点的位置，具体计算方式如下所示：其中，所述目标预测点是根据目标航迹的历史数据即目标航迹在之前帧的点迹数据进行外推所得到的点迹，即为观测点迹；PreP(X)表示目标预测点的X轴坐标，PreP(Y)表示目标预测点的Y轴坐标；其中，所述目标最大机动预测点是根据目标航迹的历史数据假设目标发生最大机动时所计算得到的预测点迹；OppPreP(X)表示目标最大机动预测点的X轴坐标，OppPreP(Y)表示目标最大机动预测点的Y轴坐标；S213，无人机监视雷达在距离和方位上的探测精度不同，对于非径向运动的目本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于无人机监视雷达的杂波抑制目标机动跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，对目标的运动方式进行判断，所述运动方式包括非径向运动和径向运动；S2，对目标的运动进行异常机动判别，判别目标的运动是否为异常机动；且不同运动方式的目标的异常机动判别方式不同；S3，对运动判别为异常机动的目标建立隐形分支航迹；S4，对隐形分支航迹进行航迹管理。

【技术特征摘要】
1.一种基于无人机监视雷达的杂波抑制目标机动跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，对目标的运动方式进行判断，所述运动方式包括非径向运动和径向运动；S2，对目标的运动进行异常机动判别，判别目标的运动是否为异常机动；且不同运动方式的目标的异常机动判别方式不同；S3，对运动判别为异常机动的目标建立隐形分支航迹；S4，对隐形分支航迹进行航迹管理。2.根据权利要求1所述的一种基于无人机监视雷达的杂波抑制目标机动跟踪方法，其特征在于，步骤S1中，对目标的运动方式进行判断，包括以下具体步骤：S11，计算目标的飞行速度Velocity，计算方式如下所示：其中，Tn表示当前帧的关联点迹Plot的接收时间；Plot(X)、Plot(Y)分别表示当前帧即Tn时刻的关联点迹Plot的X轴坐标和Y轴坐标；Tn-1表示目标航迹的前一帧的更新时间；分别表示目标航迹在前一帧即Tn-1时刻的点迹的X轴坐标和Y轴坐标；S12，计算目标的径向飞行速度RadialVelocity，计算方式如下所示：RadialVelocity＝Velocity×cos[Course-Plot(Azimuth)]其中，Courese表示当前帧的关联点迹Plot与前一帧的目标航迹所形成的目标飞行航向；Plot(Azimuth)表示当前帧的关联点迹Plot的方位；S13，根据目标的飞行速度Velocity和目标的径向飞行速度RadialVelocity之间差值的绝对值判断目标的运动方式，具体方式如下所示：当|Velocity-RadialVelocity|＜DeltaV时，目标的运动方式为径向运动，即目标为径向直线飞行，标记为RadialFlyMode；当|Velocity-RadialVelocity|＞DeltaV时，目标的运动方式为非径向运动，即目标为绕飞，标记为RoundFlyMode；若前一时刻目标为径向直线飞行且当前时刻目标为绕飞时，则判定目标为首点绕飞，标记为FirstRoundFlyMode；其中，DeltaV表示速度抖动门限。3.根据权利要求2所述的一种基于无人机监视雷达的杂波抑制目标机动跟踪方法，其特征在于，步骤S2中，径向运动的目标的异常机动判断，包括以下具体步骤：S201，利用目标航迹在前三帧的点迹以及目标航迹的前三帧的更新时间Tn-1、Tn-2、Tn-3，计算目标航迹在前一帧即Tn-1时刻的点迹的速度和加速度具体计算方式如下所示：其中，表示目标航迹在前一帧的点迹的沿X轴方向的速度；表示目标航迹在前一帧的点迹的沿Y轴方向的速度；表示目标航迹在前两帧即Tn-2时刻的点迹的沿X轴方向的速度；表示目标航迹在前两帧的点迹的沿Y轴方向的速度；表示目标航迹在前一帧的点迹的沿X轴方向的加速度；表示目标航迹在前一帧的点迹的沿Y轴方向的加速度；表示目标航迹在前一帧的点迹的X轴坐标，表示目标航迹在前一帧的点迹的Y轴坐标；表示目标航迹在前两帧即Tn-2时刻的点迹的X轴坐标，表示目标航迹在前两帧即Tn-2时刻的点迹的Y轴坐标；表示目标航迹在前三帧即Tn-3时刻的点迹的X轴坐标，表示目标航迹在前三帧即Tn-3时刻的点迹的Y轴坐标；S202，对于径向运动的目标，根据匀加速直线运动公式，分别计算当前帧即Tn时刻的目标预测点的位置和目标最大机动预测点的位置，具体计算方式如下所示：其中，所述目标预测点是根据目标航迹的历史数据即目标航迹在之前帧的点迹数据进行外推所得到的点迹，即为观测点迹；PreP(X)表示目标预测点的X轴坐标，PreP(Y)表示目标预测点的Y轴坐标；其中，所述目标最大机动预测点是根据目标航迹的历史数据假设目标发生最大机动时所计算得到的预测点迹；OppPreP(X)表示目标最大机动预测点的X轴坐标，OppPreP(Y)表示目标最大机动预测点的Y轴坐标；S203，计算目标径向直线运动的最大残差门限MaxResidueR.Radial，具体计算方式如下所示：计算关联点迹与目标航迹的残差PlotResidueR.Radial，具体计算方式如下所示：其中，Plot(X)、Plot(Y)分别表示当前帧即Tn时刻的关联点迹Plot的X轴坐标和Y轴坐标；S204，若关联点迹与目标航迹的残差PlotResidueR.Radial大于目标径向直线运动的最大残差门限MaxResidueR.Radial，则该目标的径向运动为异常机动，即目标在当前帧的运动为异常机动；否则，该目标的径向运动不为异常机动。4.根据权利要求2所述的一种基于无人机监视雷达的杂波抑制目标机动跟踪方法，其特征在于，步骤S2中，非径向运动的目标的异常机动判断，包括以下具体步骤：S211，利用目标航迹在前三帧的点迹以及目标航迹的前三帧的更新时间Tn-1、Tn-2、Tn-3，计算目标航迹在前一帧即Tn-1时刻的点迹的速度和加速度具体计算方式如下所示：其中，表示目标航迹在前一帧的点迹的沿X轴方向的速度；表示目标航迹在前一帧的点迹的沿Y轴方向的速度...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈娟，刘浩，任翔，陶少杰，李涵，
申请(专利权)人：安徽四创电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34