一种基于目标牵引系统的低空域多路径反射抑制方法
【专利摘要】本发明提供了一种基于目标牵引系统的低空域多路径反射抑制方法。在不增加硬件成本的前提下，通过目标询问存活时间准则，位置差相关，牵引周期分类，同牵引周期内多路径效应判断准则，及相关时间门限判断，对历史目标和新目标进行筛选，最终确定真实目标。该方法能够大大提高受低空域目标多路径效应影响目标的检测能力，在复杂的电磁波环境中，该方法利用多重判断准则，可以实时、准确地判定目标点迹数据的置信度，并根据受多路径效应影响目标的真实性对虚假目标进行剔除，能提高目标牵引系统探测目标的数据质量，增强系统目标识别概率及可靠性。
【专利说明】一种基于目标牵引系统的低空域多路径反射抑制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基于目标牵引系统的低空域多路径反射抑制方法，特别是涉及一 种适用于雷达(包括一次雷达与二次雷达）通信【技术领域】的，基于目标牵引系统的低空域多 路径反射抑制方法。
【背景技术】
[0002] 在复杂的电磁波环境中，对飞行目标的监视有一次雷达、二次雷达、ADS-B、ADS-X 等多种监视手段，这些手段互为补充，为空中飞行目标监视提供了可靠的信息技术支撑，但 由于受低空域多路径效应严重影响，导致目标的数据质量严重降低，如何准确、高效地对受 影响的目标作出真假判断并将其虚假目标剔除是该【技术领域】的难题。
[0003] 多路径效应通常是指电磁波经地表面或其它反射物表面反射后，回波对设备所造 成的不良影响或干扰。多路径效应的存在严重干扰了雷达对空中目标的探测性能，特别是 低空域中的目标，因此，低空域目标多路径抑制技术的研究对雷达目标信号处理技术的发 展具有显著的促进作用，尤其对国内地面雷达、机载雷达系统的长远发展具有更为深远的 意义。近二十年来，国内外对一次雷达多路径抑制技术的研究取得了丰硕成果，并成功地应 用到一次雷达目标检测领域中，然而对基于一、二次雷达通信的目标牵引系统低空域多路 径抑制技术的研究仍处于空白状态。
[0004] 针对现有技术中广泛应用的雷达技术，有必要提供一种基于目标牵引系统低空域 目标多路径效应抑制技术的实现方法。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题是提供一种能提高目标牵引系统探测目标的数据质量， 增强系统目标识别概率及可靠性的基于目标牵引系统的低空域多路径反射抑制方法。
[0006] 本发明采用的技术方案如下：一种基于目标牵引系统的低空域多路径反射抑制方 法，具体方法步骤为： 步骤一，数据融合模块实时接收并保存牵引目标历史点迹数据，对历史目标进行周期 性询问维护检查，判断是否满足目标询问存活时间准则，是则进入下一步，否则对其历史数 据进行清除； 其中，所述目标询问存活时间准则为：当前时间与历史目标更新时间的时间差不大于 目标询问存活时间。
[0007] 步骤二，对所有历史目标与新目标进行位置相关性判断，判断新目标点迹数据与 历史目标数据中的距离、方位是否均不大于相关门限值，有一个历史目标与一个新目标的 位置均不大于相关门限值，则将该历史目标转化为确定目标进入下一步，若新目标与所有 历史目标均大于相关门限值，将该新目标作为非确定目标更新，结束本次牵引目标的处理， 并将更新后的非确定目标作为历史目标参与下一轮的询问维护检查周期。
[0008] 步骤三，计算当前时间与确定目标更新时间的时间差，根据该时间差对新目标的 更新进行分类，当时间差不大于门限值时，则认为新目标为同牵引周期内的更新，进入下一 步；否则将该新目标分归为非同一牵引周期内的更新，直接将新目标数据更新为历史目标 数据后结束本次牵引目标的处理。
[0009] 步骤四，根据同牵引周期内多路径效应判断准则对新目标进行筛选；判断准则为： 用新目标点迹数据与确定目标历史数据中的和幅度值与差幅度值进行对比，有一个新目标 数据比一个历史目标数据大则用新目标数据更新该历史目标数据，并确定为真实目标进入 下一步，均不大则将该新目标丢弃。
[0010] 步骤五，根据低空域目标多路径影响相关时间门限计算公式，设置低空域目标多 路径影响相关时间门限，对所有确定目标进行周期性检查，对不大于相关时间门限的确定 目标进行上报，并结束本次探测目标处理，大于相关门限的确定进入下一个询问维护检查 周期； 其中，低空域目标多路径影响相关时间门限的计算方法为：t = Az(xwkz) / 360 * T， 其中AzOcwkz)是指目标牵引系统中硬件询问控制门的角度，T为询问维护检查周期。
[0011] 作为优选，所述步骤一中，目标询问存活时间=有效作用时间+抖动时间。
[0012] 作为优选，所述抖动时间为询问周期的10%。
[0013] 作为优选，所述步骤二中，根据目标位置属性信息进行位置相关性判断。
[0014] 作为优选，所述步骤二中的位置相关性判断中，防伪相关门限的计算方法为： AzCorrGate = ( ( R( max) - R( new ) ) / 6000 ) * 0· 12 + AzCorr( min );其中 R( max)为目标牵引系统雷达最大作用距离，R( new )为牵引目标探测的距离，AzCorr( min ) 为牵引目标相对雷达最小距离时其设定的方位最小相关门限。
[0015] 作为优选，所述方法还包括：步骤一结束后，判断历史目标是否为确定目标，是则 直接进入步骤三，否则进入步骤二。
[0016] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的方法在不增加硬件成本的前提 下，能够大大提高受低空域目标多路径效应影响目标的检测能力，在复杂的电磁波环境中， 该方法利用多重判断准则，可以实时、准确地判定目标点迹数据的置信度，并根据受多路径 效应影响目标的真实性对虚假目标进行剔除，能提高目标牵引系统探测目标的数据质量， 增强系统目标识别概率及可靠性。
【具体实施方式】
[0017] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明 进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限 定本发明。
[0018] 本说明书(包括任何附加权利要求和摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均 可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一 系列等效或类似特征中的一个例子而已。
[0019] 一种基于目标牵引系统的低空域多路径反射抑制方法，方法步骤为： 步骤一，数据融合模块实时接收并保存牵引目标历史点迹数据，对历史目标进行周期 性询问维护检查，判断是否满足目标询问存活时间准则，是则进入下一步，否则对其历史数 据进行清除； 其中，所述目标询问存活时间准则为：当前时间与历史目标更新时间的时间差不大于 目标询问存活时间。
[0020] 在本发明的抑制方法中，本步骤的操作实质是完成对牵引目标的生命周期的维护 检查，它的判断结果将为后续新牵引目标真假性的判断，以及因低空域目标多路径效应影 响的虚假目标剔除的正确性奠定坚实的基础。
[0021] 其中，目标询问存活时间=有效作用时间+抖动时间。
[0022] 所述抖动时间为询问周期的10%。
[0023] 针对目标询问存活时间的设置，在以往工程实践应用中，该门限值的设定仅仅取 决于牵引有效作用时间，即平台旋转一圈或调度一圈的时间整数倍，该种存活时间的设置 最大的缺点在于设计者先前没有考虑到平台旋转或软件调度的周期差异性，即每周期操作 所花费的时间存在抖动，针对该问题，通过多年工程实践的调研发现，无论是平台旋转还是 软件调度，其周期抖动时间不会超过本身的1 〇% (实质上软件调度比平台旋转抖动要小 1 . 2 %左右)。综合上述情况，作者在本发明中对目标询问存活时间提出新的制定方案，即 该时间的设置依据应包括两部分：第一部分，有效作用时间；第二部分，抖动时间，按询问 周期的1 〇 %计算。本步骤的技术实现方法能更加有效的、准确的对牵引目标进行生命周 期的维护与检查。
[0024] 步骤二，对所有历史目标与新目标进行位置相关性判断，判断新目标点迹数据与 历史目标数据中的距离、方位是否均不大于相关门限值，有一个历史目标与一个新目标的 位置均不大于相关门限值，则将该历史目标转化为确定目标(若本身为确定目标则无需进 行该操作）进入下一步，若新目标与所有历史目标均大于相关门限值，将该新目标作为非确 定目标更新，结束本次牵引目标的处理，并将更新后的非确定目标作为历史目标参与下一 轮的询问维护检查周期。
[0025] 在本发明的抑制方法中，位置相关准则是一个十分重要、关键的步骤，它实施的效 果将直接影响到牵引目标真假性的判断以及虚假目标的剔除。换而言之，位置相关准则定 义的正确性与合理性是相当至关重要的。
[0026] 其中，根据目标位置属性信息进行位置相关性判断。对于目标牵引系统而言，以往 的理论经验告诉我们，位置相关仅仅对其距离差、方位差与允许的范围门限进行简单地判 断的思想存在一定的片面性，最大的弊端在于没有深入研究其距离与方位门限的相关性。 针对上述情况的考虑，本具体实施例的抑制方法提出了更加严格、准确的位置相关准则，即 在原有的位置相关的基础上增加方位与距离门限的相关性设计。
[0027] 其中，位置相关性判断中，相关性设计主要体现在方位相关门限的计算方法上，具 体防伪相关门限的计算方法为：AzCorrGate = ( ( R( max) - R( new ) ) / 6000 ) * 0· 12 + AzCorr( min );其中R( max)为目标牵引系统雷达最大作用距离，R( new )为牵 引目标探测的距离，AzC〇rr( min )为牵引目标相对雷达最小距离时其设定的方位最小相 关门限。
[0028] 另外，上述公式内的参数或系数的设定可根据安装平台（主要可分为运动与静止 平台）进行调整，相对而言，装备运动平台（如载机、舰艇等）的相关门限值的设定需考虑到 载机本身的运动情况，如运动平台每时刻的横滚、俯仰、航向以及航速等。
[0029] 步骤三，计算当前时间与确定目标更新时间的时间差，根据该时间差对新目标的
【权利要求】
1. 一种基于目标牵引系统的低空域多路径反射抑制方法，具体方法步骤为： 步骤一，数据融合模块实时接收并保存牵引目标历史点迹数据，对历史目标进行周期 性询问维护检查，判断是否满足目标询问存活时间准则，是则进入下一步，否则对其历史数 据进行清除； 其中，所述目标询问存活时间准则为：当前时间与历史目标更新时间的时间差不大于 目标询问存活时间； 步骤二，对所有历史目标与新目标进行位置相关性判断，判断新目标点迹数据与历史 目标数据中的距离、方位是否均不大于相关门限值，有一个历史目标与一个新目标的位置 均不大于相关门限值，则将该历史目标转化为确定目标进入下一步，若新目标与所有历史 目标均大于相关门限值，将该新目标作为非确定目标更新，结束本次牵引目标的处理，并将 更新后的非确定目标作为历史目标参与下一轮的询问维护检查周期； 步骤三，计算当前时间与确定目标更新时间的时间差，根据该时间差对新目标的更新 进行分类，当时间差不大于门限值时，则认为新目标为同牵引周期内的更新，进入下一步； 否则将该新目标分归为非同一牵引周期内的更新，直接将新目标数据更新为历史目标数据 后结束本次牵引目标的处理； 步骤四，根据同牵引周期内多路径效应判断准则对新目标进行筛选；判断准则为：用 新目标点迹数据与确定目标历史数据中的和幅度值与差幅度值进行对比，有一个新目标数 据比一个历史目标数据大则用新目标数据更新该历史目标数据，并确定为真实目标进入下 一步，均不大则将该新目标丢弃； 步骤五，根据低空域目标多路径影响相关时间门限计算公式，设置低空域目标多路 径影响相关时间门限，对所有确定目标进行周期性检查，对不大于相关时间门限的确定目 标进行上报，并结束本次探测目标处理，大于相关门限的确定进入下一个询问维护检查周 期； 其中，低空域目标多路径影响相关时间门限的计算方法为：t = Az(xwkz) / 360 * T， 其中AzOcwkz)是指目标牵引系统中硬件询问控制门的角度，T为询问维护检查周期。
2. 根据权利要求1所述的基于目标牵引系统的低空域多路径反射抑制方法，所述步骤 一中，目标询问存活时间=有效作用时间+抖动时间。
3. 根据权利要求2所述的基于目标牵引系统的低空域多路径反射抑制方法，所述抖动 时间为询问周期的10%。
4. 根据权利要求1所述的基于目标牵引系统的低空域多路径反射抑制方法，所述步骤 二中，根据目标位置属性信息进行位置相关性判断。
5. 根据权利要求4所述的基于目标牵引系统的低空域多路径反射抑制方法，所述步骤 二中的位置相关性判断中，防伪相关门限的计算方法为：AzCorrGate = ( ( R( max) - R( new ) ) / 6000 ) * 0· 12 + AzCorr( min );其中R( max)为目标牵引系统雷达最大作用 距离，R( new )为牵引目标探测的距离，AzC〇rr( min )为牵引目标相对雷达最小距离时其 设定的方位最小相关门限。
6. 根据权利要求1所述的基于目标牵引系统的低空域多路径反射抑制方法，所述方法 还包括：步骤一结束后，判断历史目标是否为确定目标，是则直接进入步骤三，否则进入步 骤二。
【文档编号】G01S7/36GK104122536SQ201410378119
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年8月4日 优先权日:2014年8月4日
【发明者】张中南, 李海军, 张竟文, 梁雪 申请人:四川九洲空管科技有限责任公司