基于象限分割的编队目标航迹起始器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于象限分割的编队目标航迹起始器，该技术属于雷达数据处理领域。现有的编队目标航迹起始算法都假设弱杂波环境下，且维数计算运算量大，航迹起始率低，起始速度慢。现有文献对中心外推法中确认波门的建立方法尚未形成成熟的理论和明确表述，只能依靠经验来建立波门，为避免这一问题，本发明专利技术中提出了基于象限分割的中心外推法，该方法采用了成熟的椭圆波门建立方法，具有更高的稳定性和可靠性。该航迹起始器首先将传感器上报的量测点迹进行分割互联，然后对分割互联后相邻两个时刻的量测进行坐标变换，对基本集和候选集的量测点作出平行判断和象限判断，利用基本集与候选集的中心估算群速度并完成航迹起始。该航迹起始器能够在杂波环境下有效起始编队目标航迹，且航迹起始时间短、成功率高，具有推广应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及雷达数据处理领域中的编队目标航迹起始方法，适用于各种杂波环境 下的编队目标航迹起始。
技术介绍
航迹起始是目标跟踪的第一步，它是建立新的目标档案的决策方法，主要包括暂 时航迹形成和轨迹确定两个方面。目前的多目标跟踪起始技术，具体包括两大类一类是面 向目标的顺序处理技术；另一类是面向量测的批处理方法。前者计算量小，易于工程实现， 不足之处在于仅适合稀疏回波环境，而且辨别目标与虚警的能力较差。后者处理效果较好， 能有效地降低虚警概率，但在密集回波环境下计算量太大，实现较困难。起始航迹的正确性 是减少多目标跟踪固有的组合爆炸所带来的计算负担的有效措施。由于航迹起始时，目标 距离较远，传感器探测分辨力低、测量精度差，再加上真假目标的出现无真正的统计规律， 所以航迹起始问题同时又是一个较难处理的问题。其中多目标嘈杂环境航迹起始处理最为 复杂，这种情况下的复杂性主要是由于多目标密集环境(含真假密集目标)航迹处理自身 复杂性和航迹起始的地位决定的。相关波门或确认区域的形成是多目标跟踪问题中首当其冲的问题，相关波门是指 以被跟踪目标的预测位置为中心，用来确定该目标的观测值可能出现范围的一块区域。区 域大小由正确接收回波的概率来确定，也就是在确定波门的形状和大小时，应使真实量测 以很高的概率落入波门内，同时又要使相关波门内的无关点迹的数量不是很多。相关波门 是用来判断量测值是否源自目标的决策门限，落入相关波门内的回波称为候选回波，如果 相关波门的形状和大小一旦确定，也就确定了真实目标的量测被正确检测到的检测概率和 虚假目标被错误检测到的虚警概率。而检测概率和虚警概率常常是矛盾的，因此航迹处理 选择合适的相关门是很重要的。
技术实现思路
1.要解决的技术问题本专利技术的目的在于提供一种密集杂波环境下编队目标航迹起始方法。现有的编队 目标航迹起始方法都假设弱杂波环境下，且维数计算运算量大，因而实时性较差，应用价值 不大。现有文献对中心外推法中确认波门的建立方法尚未形成成熟的理论和明确表述，只 能依靠经验来建立波门，为避免这一问题，本专利技术中提出了基于象限分割的中心外推法，该 方法采用了成熟的椭圆波门建立方法，具有更高的稳定性和可靠性。2.技术方案本专利技术所述的象限分割的编队目标航迹起始方法，包括以下技术措施首先，将前 三个时刻编队目标的量测点迹通过循环阈值法进行分割，设量测集Z(k)最终分割为m个 群，记为IU1,U2，…，UJ，选取相邻两个时刻距离最近的群为互联群；然后通过互联群内量测 点迹的平行判断建立基本集与候选集，对同一个基本集而言，候选集可以有很多个，假定可发现η组候选集；最后，以基本集中量测所在直线为y轴，其中心点为原点建立平面直角坐 标系0，以候选集i(i = 1，2…η)中两量测所在直线为y轴，其中心点为原点建立平面直角 坐标系i，对坐标变换后非基本集和非候选集的量测进行象限判断、平行判断及距离判断， 估算出群速度。3.有益效果本专利技术相比
技术介绍
具有如下的优点(1)该方法维数计算运算量小，因而实时性较强； (2)该方法可以对密集杂波环境下编队目标进行航迹起始；(3)该方法采用了成熟的椭圆波门建立方法，具有更高的稳定性和可靠性。四附图说明说明书附图是本专利技术的实施原理流程图。五具体实施例方式以下结合说明书附图对本专利技术作进一步详细描述。参照说明书附图，本专利技术的具 体实施方式分以下几个步骤(1)对前三个量测数据分别对每个时刻进行处理，选取Zi (k) (k= 1,2,3)为中心， 以Cltl为阈值建立波门，寻找落入波门中的量测。在暂存装置2中对落入波门中的每个量测 重新以Cltl为阈值建立波门，寻找落入最新波门中的量测。(2)在计算装置3中计算最新建立的波门中是否还有量测，如果有重复装置2、3直 到所建立的波门中没有量测为止，在此过程中所涉及到的量测定义为一个群；(3)在暂存装置5中从不属于已确定群的量测中任意选取一个量测重复以上两步 直到最后一个量测，最终完成对群的分割。(4)在判断装置8中判断前三个时刻是否均已按前三步分割为相应的子群，如果没有则重复前三步。(5)计算装置9、10接收暂存装置5的输出结果。设量测集Z(k)最终分割为m个 群，记为IUpU2, -,UJ0要进行群的互联，首先计算各个群的中心，定义笔(A)为第i个群 Ui的中心，且Zi (k) = ‘ 权利要求基于象限分割的编队目标航迹起始器，其特征在于包括以下技术措施(1)编队目标的分割与互联；(2)建立基本集、候选集并进行坐标变换；(3)将基本集和侯选集进行象限分割、判断目标所处象限并对各象限目标进行平行判断、距离判断及坐标反变换。2.根据权利要求1所述的将基本集和侯选集进行坐标变换、象限分割、判断目标所处 象限并对各象限目标进行平行判断、距离判断及坐标反变换，其特征在于具有如下技术特 征将原编队分割成m个编队，在其中一个编队Ui(I)中选取任意两个量测Z1 = 和 Z2= 作为基本集，SUj (2)中存在两个量测Z3= 和z4 = ，它们之间 的连线与Z1和Z2的连线平行，则Z3和Z4可被选作候选集。对同一个基本集而言，候选集可 以有很多个，假定可发现η组候选集。以基本集中量测所在直线为y轴，其中心点为原点建 立平面直角坐标系0，以候选集i(i = 1，2…η)中两量测所在直线为y轴，其中心点为原点 建立平面直角坐标系i。首先，对量测进行坐标的平移变换，其次，对量测坐标进行旋转变 换，经坐标系平移及旋转变换得量测坐标在新建坐标系与原坐标系之间转换公式如下X0 = (χ-a) cos θ - (y-b) sin θy0 = (χ-a) sin θ + (y-b) cos θ其中，θ为旋转角，且 d-bcos θ =—V(c-a)2 +(d-b)2^l(c-a)2 +(d-b)2在Ui(I)中任选一量测z*，在化⑵中选择一候选集C，在化(2)中寻找与ζ*处于对应 坐标系相同象限的量测。如果化(2)中没有量测与ζ*处于相同象限，则从Ui(I)中另选一 量测重复上述步骤，直到Ui(I)中出现符合条件的量测或者Ui(I)中没有量测可供选择。不 论有多少个量测与Z处于相同象限，均要按照下式对量测与原点连线是否平行进行判断。|(x2.-0)-(xz-0)||0v-o)-(1-0)|< 如果没有量测符合上述条件，则删除候选集C，重新选择一候选集重复上述步骤，直到 有满足条件的量测出现或者没有候选集可供选择。只要有量测符合上述平行条件，均要按 照下式对量测与原点距离大小做出判断。" = V(x;-xz)2-Cy;-λ)2如果仅有一个量测满足上述条件，则该量测经过坐标转换后加入候选集c，Z*经坐标转 换后加入基本集；如果有多个量测满足上述条件，则选择对应d值最小的量测经过坐标转 换后加入候选集C，Z*经过坐标转换后加入基本集，更新基本集与候选集C的中心。坐标 反变换按照下式进行。χ = X0Cos θ +y0sin θ +ay = -x0sin θ +y0cos θ +b同理，可对加入候选集的量测进行坐标变换。如果对于候选集C来说，中没有量测符合条件，删除该候选集，另外选择一候选集 重复上述步骤；如果对于所有候选集，Uj (2)中均没有量测符合本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于象限分割的编队目标航迹起始器，其特征在于包括以下技术措施：（１）编队目标的分割与互联；（２）建立基本集、候选集并进行坐标变换；（３）将基本集和侯选集进行象限分割、判断目标所处象限并对各象限目标进行平行判断、距离判断及坐标反变换。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王海鹏，熊伟，邢凤勇，宋强，崔亚奇，高峰，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军航空工程学院，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]