【技术实现步骤摘要】
一种基于环境信息的雷达移动目标模拟系统及方法
[0001]本专利技术涉及雷达移动目标模拟
，具体为一种基于环境信息的雷达移动目标模拟系统及方法。
技术介绍
[0002]雷达移动目标指在雷达探测空域范围内运动的目标，对移动目标进行模拟时需要排除雷达所处环境的影响，例如，降雨情况和雷达探测区域中的背景都会影响雷达的探测性能，且可能导致雷达无法监测移动目标的运动轨迹，同时，雷达所处环境的风向变化情况，也会对移动目标的移动轨迹和移动速度产生影响，以及现有系统无法对雷达监测盲点处移动目标的运动轨迹和运动速度进行预测。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的在于提供一种基于环境信息的雷达移动目标模拟系统及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种基于环境信息的雷达移动目标模拟方法，所述方法包括：
[0005]S10：构建三维模型对雷达探测区域内的背景(此处背景指理想状态下不发生运动的山、建筑物或树木等物体)进行模拟，结合雷达发射的电...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于环境信息的雷达移动目标模拟方法，其特征在于：所述方法包括：S10：构建三维模型对雷达探测区域内的背景进行模拟，结合雷达发射的电磁波波长，对雷达在各保留背景点与雷达所在位置形成的连线上检测目标的能力进行预测；S20：根据雷达探测区域内的风向角和风力值，对雷达探测区域内各位置对移动目标的影响情况进行分析，基于分析结果，对雷达探测区域进行横向划分，结合划分区域内的降雨情况，对移动目标在各划分区域的运动情况进行分析；S30：根据雷达监测到的移动目标的运动轨迹和运动速度，结合S20中预测的移动目标在各划分区域内的运动情况和雷达探测区域内各位置对移动目标的影响情况，以及S10中预测的雷达在各保留背景点与雷达所在位置形成的连线上检测目标的能力，对移动目标在雷达探测区域内的完整运动轨迹和运动速度进行模拟。2.根据权利要求1所述的一种基于环境信息的雷达移动目标模拟方法，其特征在于：所述S10包括：S101：对背景中各点在三维模型中的位置信息进行获取，基于获取信息，对雷达与背景中各点之间的距离进行计算，将计算的距离与电磁波波长进行比较，若距离＞电磁波波长，则将对应的背景点在三维模型中剔除，若距离≤电磁波波长，则将对应背景点在三维模型中保留；基于三维模型中保留的背景点的位置信息，对各保留背景点相较于雷达所在位置的倾角进行计算；S102：根据S101中计算的雷达与各保留背景点之间的距离值、各保留背景点相较于雷达所在位置的倾角和各保留背景点对应的杂波反射系数，构建预测模型W
i
＝cosα
i
/(t
i
*L
i
)，对雷达在各保留背景点与雷达所在位置形成的连线上检测目标的能力进行预测，其中，i＝1,2,
…
,m，表示各保留背景点对应的编号，m表示保留背景点总数，W
i
表示预测的雷达在编号为i的保留背景点与雷达所在位置形成的连线上检测目标的能力值，α
i
表示编号为i的保留背景点相较于雷达所在位置的倾角，t
i
表示编号为i的保留背景点对应的杂波反射系数，L
i
表示编号为i的保留背景点与雷达之间的距离值，L
i
在代入预测模型时仅代入数值。3.根据权利要求2所述的一种基于环境信息的雷达移动目标模拟方法，其特征在于：所述S20包括：S201：以距离d对雷达发射的电磁波束轴由远及近进行分割，对束轴分割点上的风向角和风力值进行获取，基于获取信息，对雷达探测区域内各位置对移动目标的影响系数进行计算，具体的计算公式Q
j
为：Q
j
＝[a
j
‑1‑
(F
j
*cosγ
j
)/M]/a
j
‑1；其中，j＝1,2,
…
,n，表示雷达发射的电磁波束轴上分割位置对应的编号,n表示束轴上的分割点总数，F
j
表示编号为j的分割点所在位置对应的风力值，γ
j
表示编号为j的分割点所在位置对应的风向角，M表示雨滴质量，a
j
‑1表示雨滴经过编号为j
‑
1的分割点所在位置时的加速度值，a0表示物体经过编号为1的分割点所在位置时的加速度值，a0≠0，Q
j
表示编号为j的分割点对移动目标的影响系数，d＞0；由于雷达探测区域范围小，因此在距离雷达同一高度上的风向角和风速值近似相等，即可根据上述计算的Q
j
值对雷达探测区域内同一高度上的各位置对移动目标的影响系数
进行确定；S202：根据S201中计算的影响系数，对编号为j、j+1的相邻分割点对应的影响系数的差值进行计算，若差值≤补偿值，则对编号为j、j+2的分割点对应的影响系数的差值进行计算，直至差值＞补偿值时，停止对差值进行计算，并在差值＞补偿值时，对对应的编号j、j+k进行获取，基于获取的编号信息，以编号为j的分割点作为起点，k*d为划分长度对雷达探测区域进行横向划分，其中，k＝1,2,
…
,n
‑
1，表示编号增加值；同理，对雷达探测区域的其它划分点和划分点对应的划分长度进行确定；S203：基于S202中划分的结果，对各划分区域内的降雨量进行获取，以降雨量的倒数作为关系因子，以关系因子与对应划分区域内的平均影响系数之间的乘积作为移动目标在各划分区域的运动系数，若雷达探测区域无降雨时，默认关系因子＝1。4.根据权利要求3所述的一种基于环境信息的雷达移动目标模拟方法，其特征在于：所述S30包括：S301：对雷达监测到的移动目标的运动轨迹和运动速度进行获取，根据获取信息对移动目标在雷达探测区域内的运动轨迹和运动速度进行模拟，基于模拟信息对移动目标运行轨迹中的轨迹缺失点进行确定；S302：根据雷达接收的经移动目标反射的电磁波信息，雷达接收电磁波信息时移动目标所处划分区域，雷达发射的电磁波信息，以及雷达在与上述划分区域匹配的保留背景点与雷达所在位置形成的连线上检测目标的能力值，对移动目标反射雷达电磁波的能力进行确定，根据确定结果，对理想状态下雷达探测区域内的信号屏蔽点进行确定；S303：根据S301中模拟的移动目标的运动轨迹，结合S201中计算的雷达探测区域内各位置对移动目标的影响系数，以及S203中计算的移动目标在各划分区域的运动系数，对模拟的运行轨迹中的轨迹缺失点的位置，以及对应位置的运动速度进行确定，根据确定结果，对移动目标在轨迹缺失点所在位置范围内的运动轨迹和运动速度进行模拟；S304：将S303中模拟的移动目标在轨迹缺失点所在位置范围内的运动轨迹映射到S10中构建的三维模型中，判断映射点与三维模型中信号屏蔽点对应的背景点位置是否存在重合，若存在重合，则表示S303中模拟的移动目标的运动情况符合实际运行情况，若不存在重合，则表示S303中模拟的移动目标的运动情况与实际运行情况存在差异；S305：根据S304中映射到三维模型中的运动轨迹，对距离映射的运动轨迹最近的信号屏蔽点对应的背景点的位置进行获取，根据获取的背景点位置，对S303中模拟的移动目标在轨迹缺失点所在位置范围内的运动轨迹进行调整；S306：根据S301中模拟的移动目标在雷达探测区域内的运动轨迹和运动速度、S303中模拟的移动目标在轨迹缺失点所在位置范围内的运动速度，以及S305调整的移动目标在轨迹缺失点所在位置范围内的运动轨迹，对移动目标在雷达探测区域内的完整运动轨迹和运行速度进行模拟。5.根据权利要求4所述的一种基于环境信息的雷达移动目标模拟方法，其特征在于：所述对移动目标反射雷达电磁波的能力进行确定的具体方法为：以雷达接收的经移动目标反射的电磁波信息与雷达发射的电磁波信息的比值，作为移动目标在对应划分区域时反射雷达电磁波的能力值；同理，对理想状态下移动目标在对应划分区域时反射雷达电磁波的能力值进行确定；
将理想状态下确定的移动目标在对应划分区域时反射雷达电磁波的能力值与雷达在与对应划分区域匹配的保留背景点与雷达所在位置形成的连线上检测目标的能力值之间的差值进行计算，若差值＞0，则对应保留背景点非信号屏蔽点，若差值≤0，则对应保留背景点为信号屏蔽点；所述对模拟的运行轨迹中的轨迹缺失点的位置，以及对应位置的运动速度进行确定的具体方法为：根据轨迹缺失点的位置范围，对轨迹缺失点所处划分区域进行确定，若位置范围属于同一划分区域，则根据移动目标在轨迹缺失点前后的运动情况，对移动目标在对应轨迹缺失点的运动轨迹和运动速度进行确定；若位置范围属于不同划分区域，则根据不同划分区域对移动目标的影响系数，以后一划分区域中的平均影响系数与前一划分区域中的平均影响系数的差值，与移动目标偏转1
°
时对应的影响值的比值，作为移动目标在划分区域划分线上的偏转角度，移动目标在前一划分区域中的运动轨迹与移动目标在轨迹缺失点前的运动轨迹保持一致，从而得到移动目标进入后一划分区域的运动方向角和移动目标经过划分区域划分线上的位置信息，结合移动目标在轨迹缺失点后的运行轨迹，对移动目标在后一划分区域中的运动轨迹进行确定；根据移动目标在对应划分区域的运动系数，以后一划分区域中的运动系数与前一划分划分区域中的运动系数的差值，与前一划分划分区域中的运动系数的比值，作为移动目标在划分区域划分线上的阻力系数，将阻力系数与移动目标在轨迹缺失点前的运动速度的乘积，与移动目标在轨迹缺失点前的运动速度的和值，作为移动目标进入后一划分区域的运动速度，移动目标在前一划分区域中的运动速度与移动目标在轨迹缺失点前的运动速度相同。6.一种执行于权利要求1
‑
5任一项所述的基于环境信息的雷达移动目标模拟方法的基于环境信息的雷达移动目标模拟系统，其特征在于：所述系统包括三维模型构建模块、目标检测能力预测模块、移动目标运行情况分析模块、轨迹缺失点确定模块、信号屏蔽点确定模块、移动目标缺失轨迹预测模块、运行轨迹调整...
【专利技术属性】
技术研发人员：李继锋，赵志霞，李晃，朱文明，
申请(专利权)人：扬州宇安电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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