[发明专利]一种基于TAS的四面二维相控阵雷达多目标跟踪处理方法

说明书

本发明公开了一种基于TAS的四面二维相控阵雷达多目标跟踪处理方法。该方法主要适用于四面二维相控阵雷达同时对多目标的搜索和跟踪处理，以及在跟踪模式下目标跨越阵面的处理。本发明主要有以下五个过程：(1)在搜索模式下起始航迹；(2)将起始的航迹转至跟踪模式并分配跟踪波位；(3)在跟踪模式下进行航迹与点迹关联、滤波；(4)跟踪模式下将跨越阵面的目标转换跟踪波位；(5)将跟踪模式下丢失的航迹转至搜索模式；本发明属于雷达数据处理领域，提出了一种基于TAS的四面二维相控阵雷达的多目标跟踪处理方法，可进一步增强其对多目标的探测能力和跟踪能力，具有较高的工程应用价值。

技术领域

本发明属于雷达数据处理技术领域，具体涉及一种基于TAS的四面二维相控阵雷达多目标跟踪处理方法。

背景技术

传统机械扫描式相控阵体制雷达一般采用边扫描边跟踪(TWS：Track-While-Scan)技术，而为了充分发挥二维相控阵天线波束捷变以及固定电扫的巨大潜力可以采用边跟踪边搜索(TAS：Track-And-Scan)技术。基于二维相控阵的TAS技术中，跟踪波束和搜索波束完全独立，对于目标的跟踪不需要等搜索一个周期结束后进行，而是根据跟踪数据率要求有规律在搜索波束中插入一定数量的跟踪波束。基于数据率的设计指标要求下，我们可以充分发挥雷达的多目标跟踪能力，实现用多个跟踪波束指向多个目标，进而提高雷达的多目标跟踪能力。此外，使用TAS技术跟踪目标时，由于跟踪数据率相对于搜索数据率较高且可根据目标的位置实时调整波束方向，因此可以更加快速的获得目标的三维坐标信息。当目标被跟踪时，雷达可以快速获得目标的三维信息点，然后将目标点进行后续的数据处理，进而提高了雷达探测目标的实时性也大大的提升了雷达对目标的跟踪性能和精度。

发明内容

本发明的目的在于多阵面相控阵雷达基于TAS技术上，首先搜索波束探测到目标到起批航迹后，然后根据运动状态预测下个周期目标的位置从而选择合适的阵面及跟踪波束，最终实现对多目标连续、精确、稳定的跟踪。为此，本发明提出了基于TAS的四面二维相控阵雷达多目标跟踪处理方法，其中包括以下九个步骤：

步骤1：搜索模式下点迹预处理；将雷达信号处理机输出的目标原始点(包括：距离、方位、俯仰、速度等)，首先对目标原始点迹进行筛选，选择方位、俯仰、距离、速度等在一定门限范围内的多个目标原始点，然后对多个目标原始点的能量和信噪比等信息使用加权的方式凝聚成疑似目标点；

步骤2：搜索模式下点迹预相关处理；首先对步骤1处理得到的疑似目标点作为航迹头，然后设定距离、速度、方位、俯仰等相关门限，最后将下个周期落在门限范围内的疑似目标点与航迹头相关，若相关上则存储为暂态航迹进入步骤3，若未相关上则需要进入步骤3判断是否满足航迹起始条件；

步骤3：在搜索模式下航迹起始；使用m/n滑窗法，在n次扫描周期范围内，如果步骤2中暂态航迹的相关次数超过m次，则宣告航迹起始成功并作为起批航迹放入航迹队列；若少于m次则宣告航迹起始失败，删除暂态航迹；

步骤4：将新起始的航迹判断能否满足当前雷达跟踪资源的调度，如果满足则将航迹由搜索模式切换至跟踪模式，根据当前点的目标运动状态预测目标点下个周期的位置从而分配对应阵面的跟踪波束，并将跟踪波束指向预测位置；如果不满足则继续将此航迹处于搜索模式；

步骤5：跟踪模式下将跟踪波束探测获得的目标原始点，首先进行野值剔除和点迹凝聚等步骤，其方法和步骤1相同；接着根据航线上个周期的运动状态预测目标点当前周期的位置，把距离预测位置门限范围内的疑似目标点相关上，然后使用kalman跟踪滤波处理并且把跟踪航迹丢失次数计为0；若当前周期最新疑似目标点未与航线相关上，则使用kalman航迹预测并对跟踪航迹丢失次数加1；

步骤6：由于跟踪波束和搜索波束会同时探测到目标点，因此跟踪和搜索模式下对同一个目标会形成两条航迹，所以将步骤5所得跟踪航迹与重合的搜索航迹进行融合；航迹融合后进入航迹状态更新，使用kalman预测目标下个周期的位置(目标可能会跨阵面)，最后根据预测位置选择阵面和跟踪波束将跟踪波束指向预测位置；