一种目标长时间切向飞行航迹速度差重修正方法与流程

本申请属于机载多功能雷达数据处理
技术领域：
，特别涉及一种目标长时间切向飞行航迹速度差重修正方法。
背景技术：
：机载雷达跟踪机动目标时，当目标地速在载机径向上的分量较小时，雷达回波的多普勒频率会落入检测的主杂波区，从而无法检测到目标信号，这一现象称为目标过多普勒盲区。如果目标长时间切向飞行，则会较长时间内进入多普勒盲区，从而面临长时间无有效探测回波导致航迹丢失的局面。目前，针对多普勒盲区内的信号检测多采用低重波形，该策略能够较大概率的检测到目标回波，由于低重波形检测到的距离值较为准确，传统关联方法中对距离维的置信度较高，如果目标过多普勒盲区时间较短，虽然航迹一开始会偏离但后续的准确测量值会将航迹修正过来，但是如果目标长时间过多普勒盲区，传统关联方法会存在如下缺点：由于速度模糊程度高，测量值解模糊后与真实目标速度容易差重的问题，如果航迹长时间速度差重，则航迹的距离会越来越偏离目标的真实距离，最终导致航迹中断。技术实现要素：为了解决上述技术问题至少之一，本申请提供了一种目标长时间切向飞行航迹速度差重修正方法。本申请公开了一种目标长时间切向飞行航迹速度差重修正方法，包括如下步骤：步骤一、对当帧输入的测量值与已有的航迹进行关联，如果测量值的四维信息落入航迹波门内，则判断航迹与测量值关联成功；步骤二、判断关联成功的测量值是否为低重测量值；如果是低重测量值，则对关联成功的航迹和测量值之间的径向距离误差进行滑窗处理，当滑窗长度等于预定长度时，进行步骤三；步骤三、根据滑窗处理的径向距离差值与帧周期计算目标径向距离变化率，然后将径向距离变化率与当帧低重测量值的径向速度进行解模糊处理，统计出低重测量值的径向速度与目标径向距离变化率的差重信息；步骤四、将滑窗中与航迹关联的低重测量值的历史径向距离误差信息进行分组，计算每组的径向距离误差之和；步骤五、根据每组的径向距离误差之和判断航迹是否存在径向速度差重问题，如果存在，则统计滑窗中与航迹关联的低重测量值径向速度的差重信息；步骤六、统计出步骤五的差重信息中出现次数最多的差重数，并判断该差重数的出现次数是否大于预定概率；如果大于，则判定航迹存在速度差重现象，并进行步骤七；步骤七、根据步骤六得到的差重数以及pri信息计算出航迹径向速度与目标真实径向速度的差值，并将该差值作为航迹下次被调度时的目标径向速度修正值。根据本申请的至少一个实施方式，在所述步骤五中，是根据如下阈值条件(1)判断航迹是否存在径向速度差重问题：其中，n为径向距离误差滑窗预定长度，m为组数，l为每组滑窗长度；δri为单个窗口的径向距离误差；i是滑窗数组下标序号；表示每组径向距离误差之和；r1、r2分别为预定阈值。根据本申请的至少一个实施方式，在所述步骤六中，预定概率为0.5。根据本申请的至少一个实施方式，在所述步骤七中，是根据差重数与pri的径向速度的乘积得到航迹径向速度与目标真实径向速度差值。根据本申请的至少一个实施方式，在所述步骤一中，当帧指同一雷达帧周期。根据本申请的至少一个实施方式，在所述步骤一中，四维信息包括径向距离信息、径向速度信息、方位角信息以及俯仰角信息。本申请至少存在以下有益技术效果：本申请的目标长时间切向飞行航迹速度差重修正方法，通过速度差值对航迹的速度进行修正，从而解决了长时间切向飞行时因航迹速度差重导致航迹丢失问题；该方法提高了机载多功能雷达在多普勒盲区中的目标跟踪鲁棒性，并且对于目标在多普勒盲区内的关键技术研究提供了重要方法。附图说明图1是本申请目标长时间切向飞行航迹速度差重修正方法的流程图；图2是多普勒盲区条件下的目标跟踪航迹距离维图；图3是多普勒盲区条件下的目标跟踪航迹速度维图；图4是多普勒盲区条件下的速度差重修正目标跟踪航迹距离维图；图5是多普勒盲区条件下的速度差重修正目标跟踪航迹速度维图；其中，图2-图5中的黑色圆圈为测量值，黑色实线为gps，加号为航迹，横坐标为帧号，图2-图4纵坐标分别为距离，图3-图5纵坐标分别为速度。具体实施方式为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。当目标长时间切向飞行时，会导致目标长时间处在多普勒盲区之内，多普勒盲区之内的目标一般无有效的探测回波返回，即使信号检测采用低重波形有探测回波返回，但也会存在速度差重的问题。为此，本申请的目标长时间切向飞行航迹速度差重修正方法，通过对历史关联信息的统计和分析，判断出航迹的速度与真实速度存在差重现象，并且计算出速度差值，最后用计算出的速度差值对航迹的速度进行修正，从而解决了长时间切向飞行时因航迹速度差重导致航迹丢失问题。下面结合附图1-图5对本申请的目标长时间切向飞行航迹速度差重修正方法进一步详细说明。本申请公开了一种目标长时间切向飞行航迹速度差重修正方法，包括如下步骤：步骤一、对当帧(即本帧，指同一雷达帧周期)输入的测量值与已有的航迹进行关联，如果测量值的四维信息(即径向距离、径向速度、方位角、俯仰角)落入航迹波门内(即门限)，则判断航迹与测量值关联成功。步骤二、判断关联成功的测量值是否为低重测量值；如果是低重测量值，则对关联成功的航迹和测量值之间的径向距离误差进行滑窗处理，当滑窗长度等于预定长度时，进行步骤三。其中，判断关联成功的测量值是否为低重测量值，是通过判断测量值所在帧采用的波形探测帧的形式，一般分为低重、中重、高重。步骤三、根据滑窗处理的径向距离差值与帧周期计算目标径向距离变化率，然后将径向距离变化率与当帧低重测量值的径向速度进行解模糊处理，统计出低重测量值的径向速度与目标径向距离变化率的差重信息。步骤四、将滑窗中与航迹关联的低重测量值的历史径向距离误差信息进行分组，计算每组的径向距离误差之和。步骤五、根据每组的径向距离误差之和判断航迹是否存在径向速度差重问题，如果存在，则统计滑窗中与航迹关联的低重测量值径向速度的差重信息。具体地，是根据如下阈值条件(1)判断航迹是否存在径向速度差重问题：其中，n为径向距离误差滑窗预定长度，m为组数，l为每组滑窗长度；δri为单个窗口的径向距离误差；i是滑窗数组下标序号；表示每组径向距离误差之和；r1、r2分别为预定阈值。步骤六、对于疑似速度差重的航迹统计历史关联测量值速度差重信息，统计出步骤五的差重信息中出现次数最多的差重数(假设为n重)，并判断该差重数的出现次数是否大于预定概率；如果大于，则判定航迹存在速度差重现象，并进行步骤七。步骤七、根据步骤六得到的差重数以及pri(脉冲重复间隔)信息计算出航迹径向速度与目标真实径向速度的差值，并将该差值作为航迹下次被调度时的目标径向速度修正值。具体地，是根据差重数与pri(脉冲重复间隔)的径向速度的乘积得到航迹径向速度与目标真实径向速度差值。本实施例中，优选预定概率为0.5，如果n出现次数的概率大于0.5，则判定该航迹存在速度差重问题，与真实目标的速度相差n个pri速度。进一步地，下次调度该目标时利用已计算出的速度修正值对航迹速度进行修正。综上所述，本申请的目标长时间切向飞行航迹速度差重修正方法，通过速度差值对航迹的速度进行修正，从而解决了长时间切向飞行时因航迹速度差重导致航迹丢失问题；该方法提高了机载多功能雷达在多普勒盲区中的目标跟踪鲁棒性，并且对于目标在多普勒盲区内的关键技术研究提供了重要方法。下面将结合一具体实例对本申请的目标长时间切向飞行航迹速度差重修正方法作进一步说明：在上述步骤三中，统计出低重测量值的径向速度与目标径向距离变化率的差重信息，如目标距变率为135.88m/s、测量值速度为88.47m/s、一个prf速度为50m/s，则差重数为1。在上述步骤四、步骤五中，将滑窗中与航迹关联的低重测量值的历史径向距离误差信息进行分组，假设距离误差滑窗长度为20，分为5组，则每组的滑窗长度为4，如表1所示：表1滑窗下标1234每组误差之和距离残差152.39146.18152.53125.46576.56滑窗下标5678每组误差之和距离残差132.53132.24127.12125.28517.17滑窗下标9101112每组误差之和距离残差117.08110.1799.15106.36432.76滑窗下标13141516每组误差之和距离残差101.92100.7191.7291.69386.04滑窗下标17181920每组误差之和距离残差85.3485.2878.7468.71318.07首先计算每组的距离误差之和，然后统计分组误差信息，如果误差信息满足公式(1)中的三个条件，此处r1取500，r2取300，则判断该航迹疑似存在速度差重问题。在上述步骤六、步骤七中，设定预定概率为0.5，n为1；则根据统计出的差重值以及pri信息计算出航迹速度与目标真实速度差值，本例中修正值为-50。最后，下次调度该目标时利用已计算出的速度修正值对航迹速度进行修正，本例中速度测量值为-87.85，修正后-137.85。对比图2-图5，图2-图3中的目标由于长时间处于多普勒盲区内，导致航迹最终中断，而图4-5虽然一开始距离维也被拉偏，但由于采用速度差重修正技术，最终航迹得到修正并持续关联到后续的测量值。以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
技术领域：
的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。当前第1页12