基于主被动雷达的多弹协同有源欺骗式假目标鉴别方法技术

基于主被动雷达的多弹协同有源欺骗式假目标鉴别方法，属于雷达真假目标鉴别领域。本发明专利技术针对现有雷达系统的真假目标鉴别中，无法实现协同假目标和非协同假目标同时存在情况下真假目标鉴别的问题。包括根据主动雷达在多枚导弹共同探测区域内对目标的距离量测和方位角量测确定一级侯选真目标，剔除非协同假目标；再根据一级侯选真目标对应的主动雷达在多枚导弹共同探测区域内采集的目标径向速度确定二级侯选真目标，并进一步剔除非协同假目标，确定二级位置量测关联序列；再对二级侯选真目标的转换量测进行量测信息融合，得到融合后目标位置；最后结合被动雷达的方位角量测确定最终真实目标，剔除协同假目标。本发明专利技术用于多弹协同的真假目标鉴别。多弹协同的真假目标鉴别。多弹协同的真假目标鉴别。

【技术实现步骤摘要】
基于主被动雷达的多弹协同有源欺骗式假目标鉴别方法


[0001]本专利技术涉及基于主被动雷达的多弹协同有源欺骗式假目标鉴别方法，属于雷达真假目标鉴别领域。

技术介绍

[0002]多弹协同抗干扰问题的本质是多站雷达系统抗干扰问题。多站雷达系统是指由分散在一定区域内的多个发射站、接收站或发射/接收站组成的雷达系统。在雷达系统内部，通过各种通信手段搭建通信网络，使得各雷达站直接或间接相连。系统的融合中心采集各雷达站的信息(量测信息或回波信息等)，进行信息融合和联合处理。
[0003]近些年来，在雷达领域的电子对抗措施和电子反对抗措施作为对立的两门技术，在相互对抗之中持续地向前发展。雷达有源干扰主要分为压制式干扰和欺骗式干扰两大类，其中欺骗式干扰主要应用于自卫式干扰和随队干扰中，存在诸多优点。其可有效地将干扰能量集中到雷达接收机带宽内，并共享雷达的匹配滤波增益，以较小功率达到满意的干扰效果，可同时产生多个有源假目标，更适合于干扰跟踪雷达。
[0004]在电子抗干扰技术方面，逐渐从单站雷达向多站雷达的方向发展。包括利用目标的运动学特性、基于极化特性以及脉冲分集等在内的技术均已使用在单站雷达抗有源欺骗式干扰的问题之中。但是单站雷达对周围环境的感知维度单一，并且随着电子干扰复杂程度增加，多站雷达系统抗欺骗式干扰技术快速发展。多站雷达系统能够从多个视角、多个维度对目标进行探测，并且可以利用信息融合技术来获取目标更加精确的信息。
[0005]专利CN114924236A(“基于位置和速度信息的空地雷达协同抗欺骗式干扰方法”)介绍了一种基于位置和速度信息的空地雷达协同抗欺骗式干扰方法，对组网雷达获取的真假目标量测值进行基于位置信息和速度信息的点迹关联检验，实现真假目标鉴别。该方法仅使用多基地主动雷达，无法鉴别出非协同假目标，具有较差的鉴别概率。
[0006]专利CN114779186A(“基于功率优化的多站雷达系统抗欺骗式干扰方法”)介绍了一种基于功率优化的多站雷达系统抗欺骗式干扰方法，通过优化每个雷达发射站发射信号的功率，发射优化后的信号，然后对每个雷达接收站接收的回波进行处理得到欺骗距离Δd的值，从而计算真目标与欺骗式假目标的鉴别门限，最后滤除假目标，利用跟踪算法对真目标进行跟踪。该方法在提高了欺骗式距离参数的估计精度的同时，也提高了多站雷达系统抗欺骗式假目标的鉴别性能。但是会将协同假目标误鉴为真实目标，鉴别概率较差。
[0007]专利CN113484838A(“一种多基地雷达有源假目标鉴别方法及系统”)介绍了在多干扰源下的有源假目标鉴别方法及系统，通过计算每两个目标之间的相关系数，将目标进行聚类分析，然后利用门限检测得到聚类中各目标是否为有源假目标。该方法能够克服现有多基地雷达抗欺骗式干扰的方法无法应用于多干扰源的问题，但是会对协同假目标聚类，鉴别为真实目标，具有较差的鉴别概率，且在雷达存在位置误差时，鉴别性能下降。
[0008]专利CN113534067A(“一种多干扰源下多站雷达抗欺骗式干扰方法及系统”)介绍了一种多干扰源下多站雷达抗欺骗式干扰方法，通过获取由分布式多站雷达检测到的目标
的接收信号矢量，计算不同的两个目标之间的相关系数，量化得到各目标之间的相关系数矩阵，然后将各目标的目标数量矢量中各元素与鉴别门限比较，确定各目标是否为有源假目标，实现抗欺骗式干扰。该方法无法区分真实目标与协同假目标，鉴别概率较差。
[0009]专利CN103728599A(“用异地配置的主被动雷达网抑制欺骗式假目标干扰的方法”)介绍了一种用异地配置的主被动雷达网抑制欺骗式假目标干扰的方法，通过主被动雷达网中目标的量测值，计算主被动雷达各目标在不同时刻的关联距离，进而得到鉴别统计量，最后进行门限检验，对主动雷达各目标进行真假判别，剔除假目标。该方法降低了假目标的误鉴别概率，但是在雷达存在位置误差时，相比于补偿位置误差的鉴别算法具有较差的鉴别性能。

技术实现思路

[0010]针对现有雷达系统的真假目标鉴别中，无法实现协同假目标和非协同假目标同时存在情况下真假目标鉴别的问题，本专利技术提供一种基于主被动雷达的多弹协同有源欺骗式假目标鉴别方法。
[0011]本专利技术的一种基于主被动雷达的多弹协同有源欺骗式假目标鉴别方法，包括，
[0012]步骤一：获取多个主动雷达在多枚导弹共同探测区域内对目标的距离量测和方位角量测，并转换到直角坐标系中，得到对应的转换量测；计算转换量测的误差，并计算得到转换量测的位置误差协方差矩阵；
[0013]基于转换量测的位置误差协方差矩阵计算每两个转换量测组合的位置马氏距离，将所有位置马氏距离小于位置鉴别门限时量测数据对应的主动雷达跟踪的目标作为一级侯选真目标，并将一级侯选真目标对应的主动雷达的转换量测形成初级位置量测关联序列；其它目标作为非协同假目标剔除；
[0014]步骤二：获取一级侯选真目标对应的主动雷达在多枚导弹共同探测区域内采集的目标径向速度，由每两个主动雷达对应的目标径向速度计算得到当前目标的实际合成速度，组成实际合成速度序列，并计算得到实际合成速度序列的速度误差协方差矩阵序列；
[0015]基于实际合成速度对应的速度误差协方差矩阵计算每两个实际合成速度的速度马氏距离，将所有速度马氏距离小于速度鉴别门限时采用的目标径向速度对应的主动雷达跟踪的一级侯选真目标作为二级侯选真目标，并在初级位置量测关联序列中保留对应的转换量测，形成二级位置量测关联序列；其它一级侯选真目标进一步作为非协同假目标剔除；
[0016]步骤三：对二级位置量测关联序列中每个目标对应的所有转换量测进行量测信息融合，得到融合后目标位置；
[0017]步骤四：将每个融合后目标位置转换到被动雷达坐标系，得到当前目标相对于被动雷达的方位角，计算得到方位角方差；再计算得到方位角估计误差和方位角估计误差方差，并计算方位角鉴别统计量；将所有方位角鉴别统计量小于方位角度鉴别门限时对应的主动雷达跟踪的二级侯选真目标作为真实目标，其它二级侯选真目标作为协同假目标剔除。
[0018]根据本专利技术的基于主被动雷达的多弹协同有源欺骗式假目标鉴别方法，步骤一中得到转换量测的位置误差协方差矩阵的方法包括：
[0019]将时间对齐后的多个主动雷达对目标的距离量测和方位角量测转换到直角坐标
系中，得到转换量测Z：
[0020]Z＝[x
t y
t
]T
，
[0021]其中x
t
为转换量测的横坐标，y
t
为转换量测的纵坐标：
[0022][0023]式中x为主动雷达位置的横坐标，y为主动雷达位置的纵坐标，r为主动雷达对目标的距离量测，θ为主动雷达对目标的方位角量测；
[0024]计算转换量测的误差dZ为：
[0025][0026]式中Α为第一转换矩阵：
[0027][0028]转换量测的位置误差协方差矩阵P为：
[0029]P＝E[dZdZ
T本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于主被动雷达的多弹协同有源欺骗式假目标鉴别方法，其特征在于包括，步骤一：获取多个主动雷达在多枚导弹共同探测区域内对目标的距离量测和方位角量测，并转换到直角坐标系中，得到对应的转换量测；计算转换量测的误差，并计算得到转换量测的位置误差协方差矩阵；基于转换量测的位置误差协方差矩阵计算每两个转换量测组合的位置马氏距离，将所有位置马氏距离小于位置鉴别门限时量测数据对应的主动雷达跟踪的目标作为一级侯选真目标，并将一级侯选真目标对应的主动雷达的转换量测形成初级位置量测关联序列；其它目标作为非协同假目标剔除；步骤二：获取一级侯选真目标对应的主动雷达在多枚导弹共同探测区域内采集的目标径向速度，由每两个主动雷达对应的目标径向速度计算得到当前目标的实际合成速度，组成实际合成速度序列，并计算得到实际合成速度序列的速度误差协方差矩阵序列；基于实际合成速度对应的速度误差协方差矩阵计算每两个实际合成速度的速度马氏距离，将所有速度马氏距离小于速度鉴别门限时采用的目标径向速度对应的主动雷达跟踪的一级侯选真目标作为二级侯选真目标，并在初级位置量测关联序列中保留对应的转换量测，形成二级位置量测关联序列；其它一级侯选真目标进一步作为非协同假目标剔除；步骤三：对二级位置量测关联序列中每个目标对应的所有转换量测进行量测信息融合，得到融合后目标位置；步骤四：将每个融合后目标位置转换到被动雷达坐标系，得到当前目标相对于被动雷达的方位角，计算得到方位角方差；再计算得到方位角估计误差和方位角估计误差方差，并计算方位角鉴别统计量；将所有方位角鉴别统计量小于方位角度鉴别门限时对应的主动雷达跟踪的二级侯选真目标作为真实目标，其它二级侯选真目标作为协同假目标剔除。2.根据权利要求1所述的基于主被动雷达的多弹协同有源欺骗式假目标鉴别方法，其特征在于，步骤一中得到转换量测的位置误差协方差矩阵的方法包括：将时间对齐后的多个主动雷达对目标的距离量测和方位角量测转换到直角坐标系中，得到转换量测Z：Z＝[x
t y
t
]
T
，其中x
t
为转换量测的横坐标，y
t
为转换量测的纵坐标：x
t
＝x+rcosθy
t
＝y+rsinθ，式中x为主动雷达位置的横坐标，y为主动雷达位置的纵坐标，r为主动雷达对目标的距离量测，θ为主动雷达对目标的方位角量测；计算转换量测的误差dZ为：式中Α为第一转换矩阵：
转换量测的位置误差协方差矩阵P为：P＝E[dZdZ
T
]＝AΛA
T
+Λ
s
，式中E[
·
]为求均值运算；Λ为主动雷达测量误差对角矩阵：式中σ
r
为主动雷达的测距误差，σ
θ
为主动雷达的测角误差；Λ
s
为主动雷达定位误差对角矩阵：σ
x
为主动雷达在x方向的定位误差，σ
y
为主动雷达在y方向的定位误差。3.根据权利要求2所述的基于主被动雷达的多弹协同有源欺骗式假目标鉴别方法，其特征在于，步骤一中得到初级位置量测关联序列的方法包括：计算每两个转换量测组合的位置马氏距离d
ij
：Σ
ij
＝E[d(Z
i
‑
Z
j
)d(Z
i
‑
Z
j
)
T
]＝P
i
+P
j
，式中Z
i
为第i个主动雷达的转换量测，Z
j
为第j个主动雷达的转换量测，i,j＝1,2,3，
…
，n，n为主动雷达的总数量；i≠j；Σ
ij
为Z
i
‑
Z
j
的位置误差协方差矩阵；P
i
为第i个主动雷达的位置误差协方差矩阵，P
j
第j个主动雷达的位置误差协方差矩阵；将每两个转换量测组合的位置马氏距离d
ij
与位置鉴别门限η
r
进行比较，鉴别转换量测组合是否来自同一真实目标：式中H0表示当前转换量测组合来自同一一级侯选真目标；将所有鉴别为来自同一一级侯选真目标时对应的主动雷达的转换量测形成序列，作为初级位置量测关联序列；其它主动雷达的转换量测判定为来自非协同假目标。4.根据权利要求3所述的基于主被动雷达的多弹协同有源欺骗式假目标鉴别方法，其特征在于，步骤二中得到实际合成速度的速度误差协方差矩阵的方法包括：对于每两个主动雷达对应的目标径向速度组成的速度量测组合，当前目标的实际合成速度v
ij
为：v
ij
＝[v
x
,v
y
]
T
，式中v
x
为当前目标x方向的速度，v
y
为当前目标y方向的速度；θ
i
为第i个主动雷达的方位角量测，θ
j
为第j个主动雷达的方位角量测；v
i
为第...

【专利技术属性】
技术研发人员：李杨，王崇，唐宇航，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：