[发明专利]基于二维滑窗局部极值的三坐标雷达点迹凝聚方法

说明书

本发明提出了一种基于二维滑窗局部极值的三坐标雷达点迹凝聚方法，在距离维基于M/N准则进行距离检测凝聚，在俯仰维以距离格子和俯仰波束为单元，以“工”字型搜索窗口基于二维滑窗局部极值法进行俯仰检测凝聚，在方位维以距离格子和俯仰格子为单元，以“九宫格”搜索窗口基于二维滑窗进行方位检测凝聚，当判定目标在方位波位上的延展结束，输出最终的点迹凝聚信息。本发明的方法通过在俯仰维和方位维基于二维滑窗精细化检测凝聚处理，解决了由于不同方位波位上目标在距离和仰角上无法“对齐”而导致方位检测凝聚时“漏检”的问题，提高了目标点迹级检测概率。

技术领域

本发明属于雷达目标检测技术领域。

背景技术

目标检测与跟踪是雷达的最基本任务之一，按照经典的雷达信息处理流程，在经过信号 处理(包括恒虚警率(Constant False Alarm Ratio，CFAR)检测)得到视频数据后，进行目标 检测点迹凝聚、航迹起始(人工录取或自动建航)与目标跟踪处理。点迹凝聚是位于前端信 号处理和后端数据处理中间的重要环节，通过对分布在多个距离单元、方位单元等维度内的 目标或杂波信息进行一定准则的筛选与加权处理，判别并剔除无效数据，降低数据冗余度和 复杂性；对属于同一目标或杂波的数据单元进行凝聚处理，提取目标“质心”，估计目标参数 信息(如距离、方位和幅度等)，提高后续环节的计算效率与目标跟踪精度。

三坐标雷达能够测量目标距离、方位和仰角(高度)等信息，普遍应用于地面/舰载防空 系统，实现警戒搜索、目标跟踪、目指反导等功能，常见的有俯仰一维电扫、二维旋转电扫、 固定面阵二维电扫等不同体制三坐标雷达。在常规搜索模式下，由于天线波束有一定的宽度， 目标回波在俯仰维和方位维均呈现出天线方向图调制特性，即目标回波跨越多个俯仰/方位单 元(波位)；距离维由于距离分辨单元一般大于采样单元，且脉压时加窗处理导致主瓣展宽， 使目标跨越多个距离采样单元。对于三坐标雷达的点迹凝聚，需要依次进行距离维、俯仰维 和方位维的检测凝聚(对多普勒维不作讨论)处理。在文献《三坐标雷达点迹提取系统的设 计》(舰船电子对抗,2010,Vol.33,No.5pp:78-82)中提出了利用“距离上按峰值搜索、仰角和 方位上求质量中心”准则的三坐标雷达点迹提取方法；文献《一种基于三坐标雷达的点迹凝 聚方法》(雷达与对抗,2013,Vol.33,No.4pp:46-50)中提出了利用多个重复周期积累和统计学 提高点迹真实可信度的方法；但这两种方法均未考虑雷达测量误差。

由于目标起伏和雷达测量误差的存在，同一目标在相同方位不同俯仰波束间的数据经过 距离检测凝聚处理后，得到的目标距离存在一定的偏差；同一目标在不同方位间的数据经过 俯仰检测凝聚处理后，得到的目标仰角存在一定的偏差，即在相邻的方位波位上，同一目标 在距离和仰角上因误差存在而无法“对齐”，从而导致在进行方位检测凝聚时存在目标“漏检” 的情况。

发明内容

本发明针对俯仰电扫、方位机扫或电扫的三坐标雷达，提出一种基于二维滑窗局部极值 的三坐标雷达点迹凝聚方法，实现对三坐标雷达精细化目标检测凝聚点迹提取处理，具体包 括以下内容：

一、距离检测凝聚。根据雷达采样率和距离分辨力确定距离向M/N检测准则，基于幅度 平方加权对单个脉冲数据沿距离向进行距离维检测凝聚，并缓存距离凝聚点迹。

二、俯仰检测凝聚。当一个方位波位上的所有俯仰波位脉冲数据都完成距离检测凝聚处 理后，在距离-俯仰二维空间内，以距离格子和俯仰波束为单元，基于二维滑窗局部极值法进 行俯仰检测凝聚。俯仰检测的二维滑动窗口大小由俯仰向波束宽度和俯仰波位间隔确定，形 成“工”字型搜索窗口，如果当前搜索单元有距离凝聚点迹，在搜索窗口内也有满足条件的 距离凝聚点迹，且当前搜索单元距离凝聚点迹幅度最大，则进行俯仰点迹凝聚，并在划设的 距离-俯仰格子内缓存当前方位波位的俯仰凝聚点迹。