基于分布式组网雷达数据融合的抗RGPO干扰的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于分布式组网雷达数据融合的抗RGPO干扰的方法，主要解决现有技术不能克服RGPO干扰产生的虚假航迹问题。其实现方案是：仿真平面内的单个目标作匀速直线运动，得到目标的真实航迹；由目标的真实航迹得到组网雷达中两部雷达的量测值；对每部雷达的量测值进行滤波，得到各雷达的局部航迹；在每部雷达的滤波过程中计算各时刻的新息归一化距离dk,i；根据dk,i计算滤波过程中的干扰判别因子λk,i；推导λk,i的分布并确定其判别门限η，进而计算可信度因子ck,i，由ck,i计算融合权重ω'k,i；根据融合权重ω'k,i，在融合中心将两条局部航迹进行航迹融合，得到与目标真实航迹近似的系统航迹。本发明专利技术能有效识别并剔除虚假航迹，可用于分布式组网雷达有效对抗航迹欺骗干扰。

【技术实现步骤摘要】
基于分布式组网雷达数据融合的抗RGPO干扰的方法
本专利技术涉及雷达
，特别涉及一种抗RGPO干扰的方法，可用于分布式组网雷达系统数据融合中心有效地鉴别并剔除RGPO干扰产生的虚假航迹。
技术介绍
近几十年来，电子干扰ECM在军事行动中扮演着越来越重要的角色，其相关的研究也取得了空前的发展。雷达电子干扰措施包括有源干扰和无源干扰，有源干扰又可分为压制式干扰和欺骗式干扰。欺骗式干扰是干扰机复制转发雷达发射信号，产生很多假目标干扰，以欺骗迷惑敌方雷达，使得敌方雷达很难分辨真假。欺骗式干扰，相比于压制式干扰，欺骗性更强，且由于其可利用雷达信号处理中的脉压增益，可有效降低干扰机的发射功率。尤其是数字射频存储器，即DRFM的快速发展，使得转发式干扰机可以快速存储转发雷达发射信号，精确地复制截获的敌方雷达发射波形，在真目标附近产生大量距离分布不同的高逼真度的欺骗式假目标。距离波门拖引干扰是有效的电子干扰方式之一，是常见的有源欺骗式干扰，分为前拖RGPI和后拖RGPO两种形式。实施RGPI干扰比较困难，实际中常采用RGPO干扰，其通过欺骗雷达跟踪到假目标上，同时将距离波门向远离雷达的方向拖动，最终造成目标丢失。距离波门拖引干扰是对目前广泛使用的单脉冲体制跟踪雷达进行干扰的最有效手段之一。其基本原理是：干扰机收到雷达发射脉冲后，立刻转发回一个与目标回波具有相同多普勒频率、脉宽、带宽和载频的脉冲，并且干扰功率大于干扰机处散射的回波功率。其作用是以距离欺骗的方式诱使雷达错误地跟踪干扰信号，并最终使雷达丢失目标，从而达到干扰雷达正常工作的目的。组网雷达通过把不同位置的雷达对目标的多视角的观测信息综合起来，进行融合处理，以得到目标立体信息，同时利用观测信息的冗余度，可以得到目标更高精度的时域、频域、空域的信息。由于多视角，数据冗余的特点，组网雷达在对抗欺骗式干扰方面有较大优势。组网雷达有三种典型的融合结构模型：集中式、分布式和混合式。集中式融合结构是将各雷达观测得到的点迹信息进行融合处理，再进行跟踪滤波形成系统航迹。对于分布式融合结构，各雷达独立对观测到的点迹信息进行跟踪滤波，形成局部航迹，融合中心对各雷达的局部航迹进行融合处理，形成系统航迹。混合式融合结构同时对雷达观测到的点迹信息和航迹信息进行融合处理，在通信和计算上要付出较大代价。相比于集中式结构，分布式融合结构可以以较低的费用获得较高的性能，同时，它还同时具有局部雷达独立跟踪的能力和组网雷达全局检测估计的能力，可靠性更高。目前，应用于分布式组网雷达的协方差交叉CI融合算法，可将各雷达的局部航迹进行融合处理，形成系统航迹，得到比单部雷达更准确的航迹信息。而当组网雷达中的某部雷达受到RGPO干扰时，该雷达所形成的局部航迹比目标的真实航迹会产生严重的偏差，而CI融合算法会将该雷达受到干扰后得到的航迹与其他航迹融合，使融合后的系统航迹的质量变差，组网雷达不能准确得到目标的运动状态，影响跟踪效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种基于分布式组网雷达数据融合的抗RGPO干扰的方法，以识别并剔除距离波门向后拖引形成的航迹欺骗干扰，在融合中心得到更精确的系统航迹，提高组网雷达对目标的跟踪效果。本专利技术的技术方案是这样实现的：一.技术原理在分布式组网雷达中，真目标的位置信息与各雷达布站位置无关。而当某一部雷达受到RGPO干扰后所观测到的假目标量测的位置信息是由真目标位置和雷达位置共同决定的，分布在真目标与该雷达站的视线上。根据RGPO干扰产生的假目标量测在方位上与真目标量测相近，在径向距离上比真目标量测远的特点构造出一种基于χ2检验的RGPO干扰鉴别算法。本专利技术利用干扰判别因子来表征雷达是否受到了RGPO干扰，并在组网雷达的融合中心进行航迹融合时，对CI融合算法进行改进，改进原理是丢弃了雷达在受到RGPO干扰后所形成的局部航迹，仅利用跟踪效果好的航迹进行航迹融合，并利用干扰判别因子和改进的CI算法实现对航迹欺骗的鉴别和剔除，提高组网雷达对欺骗式干扰的有效对抗。二.技术方案根据上述原理，本专利技术的实现方案包括如下：(1)在二维平面内，仿真单个目标作匀速直线运动，得到目标的真实航迹；(2)由目标的真实航迹得到组网雷达中两部雷达的量测值，其中，第一部雷达1正常跟踪，第二部雷达2在跟踪过程的k1时刻开始受到RGPO干扰；(3)根据每部雷达观测到的量测值进行滤波，得到各雷达的滤波状态矢量及其误差协方差矩阵Pk,i，其中，i＝1,2表示雷达序号，k＝2,…,100表示采样时刻；(4)在每部雷达的滤波过程中计算各时刻的新息归一化距离dk,i：其中，vk,i表示新息，Sk,i表示新息协方差矩阵，[·]T表示求矩阵转置，[·]-1表示矩阵求逆，dk,i服从m个自由度的卡方分布，表示为dk,i～χ2(m)，m为量测向量的维数；(5)根据各时刻的新息归一化距离，计算干扰判别因子λk,i：当k≥10时，借鉴滑窗法的思想，取时间窗Twin＝10，则其中，j∈[k-Twin+1,k]；当k＜10时，对k时刻之前的新息归一化距离求算数平均，即其中，j∈[1,k]；(6)通过dk,i的分布推导出有关干扰判别因子λk,i的分布：当k≥10时，Twinλk,i服从Twinm个自由度的χ2分布，即Twinλk,i～χ2(Twinm)，即在卡方分布的基础上除以Twin，得到λk,i近似服从卡方分布的表示式为当k＜10时，kλk,i服从km个自由度的χ2分布，即kλk,i～χ2(km)，即在卡方分布的基础上除以k，得到λk,i近似服从卡方分布的表示式为(7)构造假设检验：设雷达在跟踪过程中未受到RGPO干扰这一事件为H0，雷达在某一时刻受到了RGPO干扰这一事件为H1；(8)根据(6)和(7)的结果确定判别门限η：Pr{λk,i＞η|H0}＝α，其中，α为误判概率，取值为0.05或0.01或0.1，Pr{·}表示求某一分布的概率；(9)根据(5)中的干扰判别因子λk,i和(8)中的判别门限η，计算可信度因子ck,i：(10)将可信度因子ck,i引入到协方差交叉CI融合算法中，对CI融合算法进行改进，计算改进后的CI算法融合权重ω'k,i；(11)根据融合权重ω'k,i，在融合中心将两条局部航迹进行航迹融合，得到融合后的系统航迹：其中，Pk分别为系统航迹的滤波状态矢量及其误差协方差矩阵。本专利技术与现有技术相比具有的优点1、相对于单站雷达对抗RGPO干扰的方法，本专利技术由于能够融合组网雷达中各节点雷达获取的量测信息，因而提高了对欺骗式干扰的识别概率；2、相对于信号级的信噪比检测、N/M逻辑检验这些方法，本专利技术由于在数据级进行处理，计算速度快，实时性强，利用干扰判别因子能判断航迹的实时变化，鉴别出某些时刻出现的虚假航迹；3、相对于CI融合算法，本专利技术由于改进了其融合权重的求解方法，可丢弃雷达在受到RGPO干扰后所形成的局部航迹，进一步降低了组网雷达的被欺骗概率。附图说明图1是本专利技术的实现流程图；图2是仿真两部雷达的跟踪滤波结果图；图3是利用干扰判别因子对图2中雷达的跟踪状态进行判定的结果图；图4是利用现有方法与本专利技术方法对图2中两个雷达的滤波航迹进行融合处理得到的系统航迹对比图。具体实施方式本实例将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于分布式组网雷达数据融合的抗RGPO干扰的方法，其特征在于，包括如下：(1)在二维平面内，仿真单个目标作匀速直线运动，得到目标的真实航迹；(2)由目标的真实航迹得到组网雷达中两部雷达的量测值，其中，第一部雷达1正常跟踪，第二部雷达2在跟踪过程的k1时刻开始受到RGPO干扰；(3)根据每部雷达观测到的量测值进行滤波，得到各雷达的滤波状态矢量

【技术特征摘要】
1.一种基于分布式组网雷达数据融合的抗RGPO干扰的方法，其特征在于，包括如下：(1)在二维平面内，仿真单个目标作匀速直线运动，得到目标的真实航迹；(2)由目标的真实航迹得到组网雷达中两部雷达的量测值，其中，第一部雷达1正常跟踪，第二部雷达2在跟踪过程的k1时刻开始受到RGPO干扰；(3)根据每部雷达观测到的量测值进行滤波，得到各雷达的滤波状态矢量及其误差协方差矩阵Pk,i，其中，i＝1,2表示雷达序号，k＝2,…,100表示采样时刻；(4)在每部雷达的滤波过程中计算各时刻的新息归一化距离dk,i：其中，vk,i表示新息，Sk,i表示新息协方差矩阵，[·]T表示求矩阵转置，[·]-1表示矩阵求逆，dk,i服从m个自由度的卡方分布，表示为dk,i～χ2(m)，m为量测向量的维数；(5)根据各时刻的新息归一化距离，计算干扰判别因子λk,i：当k≥10时，借鉴滑窗法的思想，取时间窗Twin＝10，则其中，j∈[k-Twin+1,k]；当k＜10时，对k时刻之前的新息归一化距离求算数平均，即其中，j∈[1,k]；(6)通过dk,i的分布推导出有关干扰判别因子λk,i的分布：当k≥10时，Twinλk,i服从Twinm个自由度的χ2分布，即Twinλk,i～χ2(Twinm)，即在卡方分布的基础上除以Twin，得到λk,i近似服从卡方分布的表示式为当k＜10时，kλk,i服从km个自由度的χ2分布，即kλk,i～χ2(km)，即在卡方分布的基础上除以k，得到λk,i近似服从卡方分布的表示式为(7)构造假设检验：设雷达在跟踪过程中未受到RGPO干扰这一事件为H0，雷达在某一时刻受到了RGPO干扰这一事件为H1；(8)根据(6)和(7)的结果确定判别门限η：Pr{λk,i＞η|H0}＝α，其中，α为误判概率，取值为0.05或0.01或0.1，Pr{·}表示求某一分布的概率；(9)根据(5)中的干扰判别因子λk,i和(8)中的判别门限η，计算可信度因子ck,i：(10)将可信度因子ck,i引入到协方差交叉CI融合算法中，对CI融合算法进行改进，计算改进后的CI算法融合权重ω'k,i；(11)根据融合权重ω'k,i，在融合中心将两条局部航迹进行航迹融合，得到融合后的系统航迹：其中，Pk分别为系统航迹的滤波状态矢量及其误差协方差矩阵。2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(2)中所述的由目标的真...

【专利技术属性】
技术研发人员：张娟，龚玉凯，张林让，石小芳，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61