地面雷達數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)設(shè)計
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2 點跡形成的算法設(shè)計
由于雷達波束在連續(xù)掃描時，波束波瓣有一定寬度，至少有好幾個脈沖連續(xù)掃到目標，每個脈沖都對應(yīng)一個方位值，同一目標被捕捉到多次，多次捕獲目標時的方位值都不同，這就造成了方位角的分裂程度較大。因此需要把一次掃描中同一目標的多個點跡凝聚成一個點跡。
先在距離上進行凝聚，得到水平波瓣內(nèi)不同方位上的距離值；再在方位上凝聚，可獲得惟一方位估計值；然后把距離值進行線性內(nèi)插獲得惟一的距離估計值。
(1)同一目標在距離上的凝聚處理，需將在距離上連續(xù)或間隔一個量化單元的點跡按照式(1)求取質(zhì)心，將質(zhì)心作為目標點跡的距離估計值：
式中：n為目標的點跡個數(shù)；Ri，Vi分別為第i個目標點跡的距離和回波幅度值。
(2)同一目標在方位上的凝聚處理，需將在方位上相鄰的點跡按照式(2)求取質(zhì)心，將質(zhì)心作為目標點跡的方位估計值，此值即目標點跡的惟一估計值。
式中：n為目標的點跡個數(shù)；Ai，Vi分別為第i個目標點跡的方位和回波幅度值。
(3)用式(1)計算出目標在各個方位上的距離值，并不是目標點跡距離的惟一估計值，需要根據(jù)目標方位估計值落入的位置來求距離惟一的估計值。設(shè)方位估計值在距離估計值的第i和i+1點之間，求距離惟一估計值的內(nèi)插公式為：
式中：Ro'為目標點跡距離的惟一估計值；Ao為目標點跡方位的惟一估計值；Ri+1，Ri，Ai+1，Ai分別為第i+1和i點跡的距離及方位值。此時即獲得惟一的距離、方位估計值。
3 航跡處理的算法設(shè)計
單一而雜亂的目標點跡數(shù)據(jù)不利于操作員的判讀，需要通過對目標點跡進行處理和預(yù)測后形成該目標航跡，通過相關(guān)和航跡質(zhì)量管理等處理，降低虛警，提高雷達的綜合檢測能力。航跡的處理包括航跡的起始、航跡的預(yù)測、目標航跡和新目標點跡的相關(guān)、航跡的形成、航跡的終止。
3．1 航跡的起始
航跡起始的快速要求與較高的成功概率是相互矛盾的，滑窗檢測法由于具有計算量小和可用蒙特卡洛法進行分析的優(yōu)點，因而被許多系統(tǒng)采用。在航跡起始反應(yīng)時間小于系統(tǒng)指標的要求下，可采用m／n邏輯滑窗檢測法，即在n次掃描中至少應(yīng)該有m次和該暫時航跡相關(guān)的目標點跡，常用準則如表1所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/202431.htm
3．2 航跡預(yù)測和濾波算法
航跡預(yù)測是在本次航跡濾波值的基礎(chǔ)上根據(jù)目標運動模型來估計目標未來的狀態(tài)，濾波用來估計目標當前的運動參數(shù)(方位、距離、速度、運動方向、加速度等)，把本次互聯(lián)的目標點跡和預(yù)測航跡估計合并進行處理，以形成新的目標運動參數(shù)。
常用的濾波算法有最小二乘法、α—β濾波和Kal-man濾波算法。Kalman濾波是根據(jù)最小均方誤差準則建立起來的估計方法，適用于有限觀測間隔的非平穩(wěn)過程。在目標機動運動時，Kalman濾波的性能就要優(yōu)于其他濾波方法，基于Kalman濾波的各種自適應(yīng)濾波與預(yù)測方法，包括重啟濾波增益序列、增大輸入噪聲方差、增加目標狀態(tài)維數(shù)、在跟蹤濾波器之間切換等。
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