多目标跟踪的混合体制雷达数据关联算法制造技术

一种多目标跟踪的混合体制雷达数据关联算法，属于雷达数据处理技术领域。本发明专利技术针对现有由于电离层高度不稳定，造成混合体制雷达的多目标数据关联难度大，航迹跟踪精度低的问题。包括：建立多路径量测转换模型和目标运动模型；计算观测矩阵和雅可比矩阵；计算综合量测误差协方差；根据所有波门的并集得到总波门，得到落入总波门的侯选量测集；计算关联增益；根据量测组与目标的对应关系，基于关联增益形成联合事件；计算联合事件的先验概率；更新目标状态与多普勒量测融合值；然后返回进行下一步数据关联计算，直至结束。本发明专利技术实现在电离层高度不准确时的数据关联，提高了航迹跟踪精度。踪精度。踪精度。

【技术实现步骤摘要】
多目标跟踪的混合体制雷达数据关联算法


[0001]本专利技术涉及多目标跟踪的混合体制雷达数据关联算法，属于雷达数据处理


技术介绍

[0002]雷达数据处理及目标跟踪在军事和民用方面都有着广泛的应用，而多目标跟踪问题是其中的重点问题。数据关联作为雷达数据处理中的重要组成部分，其正确与否及跟踪精度影响整个数据处理流程与目标发现。混合传播模式高频雷达是近几年来发展起来的一种新型超视距雷达。其发射站通常建在内陆，发射站发射的电磁波经过电离层反射照射到目标，目标回波沿海面以地波绕射的传播模式传播至接收站，该种雷达以现有的天波超视距雷达技术与地波超视距雷达技术为基础，结合天波超视距雷达与地波超视距雷达的优点，提升对目标的探测能力，根据接收平台不同分为天发地收高频雷达与天发舰收高频雷达。
[0003]在混合传播模式高频雷达兼具天波超视距雷达与地波超视距雷达优点的同时，也引入了二者的缺点以及它们交叉引入带来的新问题，其主要问题如下：
[0004]1)混合体制雷达特别是天发舰收高频雷达受限于接收平台运动、双基地雷达探测机制和舰载平台天线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多目标跟踪的混合体制雷达数据关联算法，其特征在于包括，步骤一：基于混合体制雷达建立多路径量测转换模型，根据所述多路径量测转换模型得到目标运动模型；将第k时刻运动目标在地理坐标系下的目标状态建立为X(k)，并在k时刻根据目标状态X(k)采取单点初始化方法得到混合体制雷达的状态误差协方差矩阵P(k)，完成滤波器的初始化；将第k时刻运动目标在混合体制雷达坐标系下的目标状态建立为Z(k)，并根据多路径量测转换模型得到第k时刻量测协方差矩阵R(k)；步骤二：采用初始化后的滤波器根据目标运动模型进行一步外推预测，得到k+1时刻一步预测目标状态X(k+1)和一步预测状态误差协方差矩阵P(k+1)；根据多路径量测转换模型得到k+1时刻对第i层电离层反射得到的一步量测预测目标状态Z
i
(k+1)，并获取k+1时刻对第i层电离层反射的一步量测协方差矩阵R
i
(k+1)；以电离层高度h为自变量根据一步预测目标状态X(k+1)建立多路径量测转换模型在k+1时刻目标状态Z(k)关于电离层高度h的雅可比矩阵J
h
，；其中h＝[h1,h2,
…
]，其中h1为第一层电离层高度，h2为第二层电离层高度；步骤三：根据雅可比矩阵J
h
和先验信息计算第i层电离层高度对于雷达量测带来的误差并计算得到第i层电离层的综合量测误差协方差所述先验信息包括电离层高度均值h
m
和电离层高度方差h
σ
；步骤四：根据一步量测预测目标状态Z(
i
k+1)、一步量测协方差矩阵R
i
(k+1)和综合量测误差协方差建立第i层电离层反射下的波门V
i
(k+1)，并由所有波门V
i
(k+1)的并集得到总波门V
all
(k)，将第k个时刻的雷达量测集中落入总波门V
all
(k)的量测数据作为侯选量测集；步骤五：在侯选量测集中按个量测数据进行排列组合，获得m个量测组，对于第个量测组，基于观测矩阵H计算得到关联增益其中观测矩阵H的获得方法包括：以目标状态X(k)为自变量得到k+1时刻目标状态Z(k)关于目标状态X(k)的观测矩阵H；步骤六：根据量测组与目标的对应关系，基于关联增益形成联合事件；步骤七：根据第k个时刻的雷达量测集构造目标航迹的融合多普勒平均值，并根据融合多普勒平均值计算联合事件的先验概率；步骤八：根据联合事件的先验概率对目标t在地理坐标系下的目标状态X(k)与状态误差协方差矩阵P(k)进行更新；并更新目标t在k+1时刻在所有电离层的多普勒量测融合值；返回步骤二，继续执行下一步数据关联计算，直至结束。2.根据权利要求1所述的多目标跟踪的混合体制雷达数据关联算法，其特征在于，步骤三中，第i层电离层高度对于雷达量测带来的误差的计算方法包括：式中为第i层电离层的电离层高度均值，为第i层电离层的电离层高度方差，表示第i层电离层的雅可比矩阵，表示第i层电离层雅可比矩阵的转置；则第i层电离层的综合量测误差协方差的计算方法包括：
3.根据权利要求2所述的多目标跟踪的混合体制雷达数据关联算法，其特征在于，步骤五中，第k+1时刻的关联增益的计算方法包括：的计算方法包括：为第个量测组的观测矩阵，为的转置，为新息协方差矩阵；为新息协方差矩阵；为第个量测组的综合量测误差协方差；式中H1为第个量测组中第一个量测数据的量测协方差，
……
，为第个量测组中第个量测数据的量测协方差；此时为：式中为第一层电离层的综合量测误差协方差，
……
，为第...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿钧，徐龙源，位寅生，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：