[发明专利]一种基于多模型隶属控制的相控阵雷达目标快速建航方法

说明书

本发明涉及一种基于多模型隶属控制的相控阵雷达目标快速建航方法，该方法包括：构建基于模糊逻辑框架的速度多模型算法，每个模型采用匀速直线运动模型，并采用标准卡尔曼滤波器进行滤波。利用模糊集和目标匀速直线运动模型估计值确定各卡尔曼滤波器的有效性。在选择合适模糊集重叠时，只需要对接近的速度估计模型子集进行预测下一时刻目标的位置，并对资源调度模块提出目标建航波束请求，该方法利用模糊逻辑的最优化方式平衡了建航估计准确率和调度资源消耗量。

技术领域

本发明涉及雷达技术领域中的雷达数据处理技术。

背景技术

相控阵雷达因其天线增益高、天线波束控制灵活，雷达多功能可自适应分配时间片来加以实现，可以同时多目标跟踪、多空域扫描等优点，相控阵雷达目标跟踪技术已经在军事、工业和民用中得到了广泛的应用。同时在目标跟踪技术中，波束指向灵活可控，可以通过一定的准则自适应确定雷达能量在多个目标跟踪上的分配，在目标出现可能性较大的的位置上，集中能量，提高目标发现速度，增加目标跟踪精度，同时保持其它目标稳定跟踪。

相控阵雷达从目标截获到跟踪的过程，对多个目标搜索同时跟踪的控制，都属于数据处理系统。目标回波信号经接收机和信号处理机处理，提取出方位、仰角、距离和速度等信息后，送数据处理系统进行处理，以完成信号相关判决、目标位置外推、滤波、数据内插、航迹相关和轨道测量等计算，对于弹道目标，还要计算目标的发点和落点坐标。目标丢失后，相控阵雷达的数据处理系统能够控制和实现对目标的重新照射、数据补点，能够根据需要改变某个目标的数据采样率。在数据处理系统控制下，相控阵雷达可以根据目标回波信号的大小实现自适应能量管理、改变信号波形、信号重复频率及雷达在目标方向上的驻留时间；根据目标位置和特征判定其威胁度，然后按威胁度大小改变对目标的跟踪状态；根据被跟踪的目标数目和不同的跟踪状态，可灵活地调整供搜索和跟踪用的信号能量分配程度。

相控阵雷达可以自适应控制对目标的采样数据率，在保证对已实现跟踪目标的稳定跟踪以及对重点空域进行搜索的前提下，最大限度的发挥雷达的效能，尽可能多地跟踪目标。文献《Benchmark for Radar Allocation and Tracking in ECM》(Blair,W.D.等，IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems，34.4(1998):1097-1114)通过设置对目标预测协方差的门限来控制相控阵雷达的采样数据率。用预测误差协方差和量测误差协方差之比来表示期望的预测精度，通过设置期望精度，可以直接用公式得到需要的采样周期。在这些方法中，雷达的资源利用与目标的探测准确率和精度始终是一个矛盾体。

《基于目标威胁度计算的相控阵快速确认跟踪模式》(曹正林等著，南京航空航天大学学报2011年04期)，在TWS基本理论基础上，根据目标的威胁度不同，对远程高威胁度目标给出一种快速回扫确认的跟踪模式，既能较好发挥出相控阵优势，提高对低空、高速、远程、高危目标的跟踪性能，又不影响跟踪目标容量。但是对于目标起始过程，没有目标的先验信息，无法估计出目标本身的威胁度信息。因此怎样充分发挥相控阵波束捷变优势，提高目标起始的速度和准确度，是相控阵雷达的关键技术之一。

综上，相控阵由于可以灵活的控制雷达波束的时间和方向，可以利用短时间内调度雷达资源对对运动目标进行快速的建航，然而，在此过程中由于系统随机噪声及目标运动等原因，快速起始面临着起始准确率和雷达资源负荷的矛盾。

发明内容