[发明专利]三维目标跟踪方法和系统、处理器、软件程序产品

说明书

技术领域

本发明涉及三维目标跟踪。具体地，本发明允许基于由目标定位系统(target location system)产生的二维和/或三维轨迹来产生目标的三维轨迹。

背景技术

如已知的，目标定位系统是指被设计为定位一个或多个目标的系统/设备/装置。

具体地，在下文中，术语“目标定位系统”意在是指这样一种系统，该系统被配置为产生并提供指示目标的位置和速度的跟踪数据，并且为了描述简便，在下文中将跟踪数据称作“目标轨迹(target tracks)”。目标轨迹可包括二维(2D)或三维(3D)位置和速度。

具体地，二维目标轨迹(2D)的二维(2D)位置和二维(2D)速度可表达为：

·极(或倾斜)坐标，即，分别用范围ρ和方位θ，以及范围速度分量V_ρ和方位速度分量V_θ来表示；

·象限角坐标(bearing coordinates)，即，分别用方位θ和高程(elevation)以及方位速度分量V_θ和高程速度分量来表示；

·地理坐标，即，分别用纬度lat和经度long，以及相对于纬度的速度分量V_lat和相对于经度的速度分量V_long来表示；以及

·笛卡尔坐标，即，分别用相对于与地球表面相切的笛卡尔平面的坐标(x，y)和速度分量(V_x，V_y)来表示。

此外，三维目标轨迹(3D)的三维位置(3D)和三维速度(3D)可表达为：

·球坐标，即，分别用范围ρ、方位θ和高程以及范围速度分量V_ρ、方位速度分量V_θ和高程速度分量来表示；

·地理坐标，即，分别用纬度lat、经度long和高度alt，以及相对于纬度的速度分量V_lat、相对于经度的速度分量V_long和相对于高度的速度分量V_alt来表示；以及

·笛卡尔坐标，即，分别用相对于给定的笛卡尔三维参照系统的坐标(x，y)和速度分量(V_x，V_y，V_z)来表示。

目标定位系统的实例是：

·雷达系统，诸如

-所谓的一次监视雷达(PSR)，其通常提供由极(或倾斜)坐标表示的二维(2D)目标轨迹，以及

-所谓的二次监视雷达(SSR)，其通常提供由球坐标表示的三维(3D)目标轨迹；

·无线测向系统，其通常提供由象限角坐标表示的二维(2D)目标轨迹；以及

·卫星定位终端，其基于从全球导航卫星系统(GNSS)(诸如GPS系统、伽利略系统或GLONASS系统)所接收的信号，以及当被授权时，也从基于卫星的增强系统(SBAS)(诸如WAAS系统、EGNOS系统或MASAS系统)所接收的信号，来确定安装于船上(on board)的目标的二维(2D)或三维(3D)轨迹，所述轨迹通常以地理坐标或笛卡尔坐标来表示。

在下文中，为了描述简便，二维位置/速度/轨迹将被称作2D位置/速度/轨迹，而三维位置/速度/轨迹将被称作3D位置/速度/轨迹。

同样地，在下文中，再次为了描述简便，提供(即，产生)2D轨迹的目标定位系统将被称作2D定位系统，而提供(即，产生)3D轨迹的目标定位系统将被称作3D定位系统。

目前，2D和/或3D定位系统是用于海上、空中以及陆地的监视范围，例如，用于海岸监视或者机场中。

例如，在德国专利申请DE 41 23 898 A1中描述了一种已知的使用两个2D雷达的空中监视系统。

具体地，DE 41 23 898 A1描述了一种3D雷达系统，该系统包括在一个水平平面上隔开已知距离的两个2D雷达，它们通过在相反方向上以同步方式转动来发射扇形电子束。所述3D雷达系统通过利用由两个2D雷达提供的相对于飞行对象的范围测量值、所述2D雷达之间的距离以及电子束的竖直平面来计算飞行对象的高度。当目标在3D雷达系统的对称的竖直平面之外时，DE 41 23 898 A1建议根据飞行的方向和飞行对象的速度来确定电子束的角位置之间的关系。

如在DE 41 23 898 A1中所描述的，为了确定飞行对象的3D轨迹，绝对需要使用两个2D雷达，它们被配置成通过在相反方向上以同步方式转动来发射扇形电子束。

发明内容