[发明专利]一种结合目标角度的外辐射源雷达多目标跟踪方法

说明书

技术领域

本发明属于外辐射源雷达多目标跟踪技术领域，特别涉及一种结合目标角度的外辐射源雷达多目标跟踪方法。本发明利用外辐射源雷达系统中采用多发一收结构，将目标双基地距离、多普勒速度与目标角度信息相结合，同时对多个目标进行定位跟踪，本发明可在杂波背景下，实现对多个目标的准确跟踪，运算量小，跟踪精度高。

背景技术

随着现代电子技术的发展，传统的有源雷达在电子干扰、反辐射导弹、超低空突防及隐身技术等威胁中面临严重的生存危机。为了应对现代电子战争中的四大威胁，外辐射源雷达成为雷达领域的研究热点。外辐射源雷达本身不发射电磁波，而是利用已存在的民用信号(如FM调频信号、GMS(Global System for Mobile communication，全球移动通讯系统)、电视信号等)作为第三方照射源，对目标进行探测和定位，具有生存能力强、反隐身、抗低空突防及成本低等优势。但是由于民用信号的发射功率较低，目标回波通常被直达波和多径覆盖，因此实现目标探测和跟踪前需要先对回波信号进行处理，提取所需的目标参数作为接收站观测量。

利用外辐射源雷达实现多目标跟踪是雷达跟踪领域中的研究热点和难点。一方面多目标跟踪在民用和军事上都有重要应用；另一方面外辐射源雷达多目标跟踪要求能从包含杂波且数目时变的观测量中提取出目标个数不定的目标状态，为实现这一目的，需要配对目标与观测量、发射站与观测量。传统的处理方法基于数据关联，存在计算量随时间增长的问题。为避免数据关联，Mahler提出概率假设密度(PHD)滤波器，随后概率假设密度粒子滤波器(PF-PHD)的提出将PHD算法由理论层面带入工程实践中。

虽然PF-PHD可以避免数据关联，但需要大量粒子以保证跟踪性能，计算量太大。多种观测量的结合会提高跟踪精度，在外辐射源雷达跟踪中最常用的观测量是目标的双基地距离和多普勒速度，但只利用这两种观测量概率假设密度粒子滤波器(PF-PHD)仍然需要大量粒子来保证跟踪性能，运算量大，实时性差。

发明内容

本发明的目的在于提出一种结合目标角度的外辐射源雷达多目标跟踪方法。本发明以数字电视信号作为外辐射源雷达的第三方照射源，从数字电视信号的信道估计参数中直接获取目标时延和多普勒频移，简化目标跟踪的前期信号处理过程；在PF-PHD滤波器中，通过增加目标角度信息，优化新生粒子的分布，实现用少量粒子对多个目标进行高精度跟踪。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

一种结合目标角度的外辐射源雷达多目标跟踪方法包括以下步骤：

步骤1，利用外辐射源雷达接收数字电视信号，对外辐射源雷达接收的数字电视信号依次进行解调、重编码，重构出各个发射站的直达波信号；

步骤2，利用每个发射站的直达波信号对外辐射源雷达接收的数字电视信号进行自适应杂波相消处理，得到杂波相消后信号；根据所述杂波相消后信号、以及重构出的各个发射站的直达波信号，得到各个目标的观测量；

步骤3，根据每个目标相对于外辐射源雷达的角度，采用概率假设密度粒子滤波方法对外辐射源雷达矩形观测区域内的每个目标实施定位跟踪，每个目标的定位跟踪方法为到达时间定位方法。

本发明的特点和进一步改进在于：

所述步骤2的具体子步骤为：

(2.1)利用每个发射站的直达波信号对外辐射源雷达接收的数字电视信号进行自适应杂波相消处理，得到杂波相消后信号；

(2.2)对所述杂波相消后信号、以及重构出的各个发射站的直达波信号进行距离-多普勒二维相关运算，得到各个目标的观测量；每个目标的观测量包括：对应目标的双基地距离和、对应目标的多普勒速度以及对应目标相对于外辐射源雷达的角度。

所述步骤3的具体子步骤为：

(3.1)设置参数k，k＝0，1，2…；当k＝0时，在k时刻用L₀个粒子表示对应目标状态的先验分布，所述L₀个粒子表示为表示0时刻所述L₀个粒子中第i₀个粒子的权值，表示所述L₀个粒子中第i₀个粒子在0时刻的粒子状态；