[发明专利]一种基于消息传递的分布式天基雷达组网跟踪方法

说明书

本发明公开了一种基于传递消息传递的分布式天基雷达组网跟踪方法，基于由多个卫星平台、天线阵列、发射系统、接受系统、雷达电源等组成的分布式天基雷达组网，该方法包括：将第一目标运动状态、目标可见状态、数据关联的序列以及联合观测变量中潜在变量用因子图进行描述；基于因子图中变量节点与因子节点的连接关系，采用BP‑MF组合近似方法求解出联合后验概率密度的近似解；根据联合概率密度的近似解对目标进行跟踪。本发明基于分布式天基雷达组网，结合因子图和采用BP‑MF组合近似方法将高维的来拟合后验概率密度求解转化为低维的后验概率密度乘积的求解，解决了在保证组网性能的情况下采用分布式组网跟踪方法，避免估计误差与辨识风险累积传播的问题。

技术领域

本发明属于目标跟踪领域，涉及一种基于消息传递的分布式天基雷达组网跟踪方法。

背景技术

天基雷达是以卫星为载荷平台的雷达。天基雷达的工作高度让它比一般的空基、陆基及舰载雷达等拥有更远的视场范围，能覆盖空基雷达无法进入的区域，且不会受到反辐射无人机，反辐射导弹等武器的干扰和威胁。同时由于其运行在地外空间的轨道上，在不受外界环境的影响下，可以一直工作，大大克服了空基雷达的工作时间限制。随着雷达技术的发展和发射成本的降低，未来天基雷达将成为各国争先发展的对象。

天基雷达的跟踪效果很难有出色的表现，因为处于地外空间，运行时会受到各种扰动，且与目标运动坐标系之间有着一系列复杂的坐标转换。为了提升跟踪的质量，故天基雷达组网跟踪有着重要意义。当前的理论方法主要存在以下问题：①目标跟踪任务需要同时处理状态估计、目标检测和数据关联等任务，这些任务高度相关且深耦合，当前方法采用功能模块组合及序贯开环结构，容易造成估计误差与辨识风险累积传播。②当前雷达组网融合考虑的主要是集中式融合，受限于天基雷达的性能，集中式融合对性能有较大的要求，而基于天基雷达的分布式融合研究较少。

为此以上现有技术中存在的技术问题还有待解决。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于消息传递的分布式天基雷达组网跟踪方法，以解决在保证组网性能的情况下采用分布式组网跟踪方法，避免估计误差与辨识风险累积传播的问题。

本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种基于传递消息传递的分布式天基雷达组网跟踪方法，基于由多个卫星平台、天线阵列、发射系统、接受系统、雷达电源等组成的分布式天基雷达组网，方法实施步骤包括：

获取从初始时刻至时刻K的第一目标运动状态、目标可见状态、数据关联以及联合观测变量；联合观测变量为从初始时刻至时刻K的雷达量测；

将第一目标运动状态、目标可见状态、数据关联的序列以及联合观测变量中潜在变量用因子图进行描述，因子图以第一目标运动状态条件概率函数、目标可见状态条件概率函数、数据关联条件概率函数和联合观测变量条件概率函数作为因子节点，以第一目标运动状态变量、目标可见状态变量和数据关联变量作为变量节点；

基于因子图中变量节点与因子节点的连接关系，采用BP-MF组合近似方法求解出联合后验概率密度的近似解，近似解为第一目标运动状态后验概率密度、目标可见状态后验概率密度和数据关联后验概率密度的乘积；

根据联合概率密度的近似解对目标进行跟踪。

可选地，雷达量测生成方法包括：

通过量测函数对第一目标运动状态进行坐标转换；

基于坐标转换后的第一目标运动状态与高斯白噪声相加，生成雷达量测。

可选地，通过量测函数对第一目标运动状态进行坐标转换包括：

通过第一坐标转换因子将第一目标运动状态从地心地固坐标系转换至地心第二轨道坐标系，生成第二目标运动状态；