一种分布式外辐射源雷达组网探测的航迹融合方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于雷达信号处理技术领域，涉及一种分布式外辐射源雷达组网探测的航 迹融合方法，进一步涉及一种基于交互式多模型（IMM)算法的分布式外辐射源雷达组网探 测的航迹融合方法，用于在分布式外辐射源雷达组网探测中对目标进行航迹融合。
【背景技术】
[0002] 外辐射源雷达指的是一种本身不发射电磁波，而利用非合作照射源对目标进行探 测、定位和跟踪的新体制雷达，因为其发射源的信号波形和信号功率不受控，且辐射源的空 间分布和覆盖范围受限，这就导致单站外辐射源雷达的观测信息中包含较多的杂波和虚 警，所探测的目标信息的置信度低。伴随着近年来通信技术的发展，各雷达站点间实时通信 成为了可能，由此推进了利用多站外辐射源雷达的观测信息，通过时间和空间的信息融合， 来改善多目标定位和跟踪性能的分布式外辐射源雷达组网探测的发展。目前各种体制雷 达所采用的多站组网探测主要包括三种结构：第一种是雷达各分布站点分别探测目标信息 (距离和多普勒等），但各站点不具备解析目标状态（目标位置和速度等）的能力，只是把 探测到的目标信息传送到融合中心，由融合中心来解析目标状态，这种架构称为集中式雷 达组网探测；第二种是雷达各分布站点不但能探测目标信息，同时各站点能够根据各自的 探测信息解析目标状态，然后将解析的目标状态传送到融合中心，在融合中心进行目标状 态的融合，这种结构称为分布式雷达组网探测；第三种是雷达各分布站点中只有部分站点 同时具备目标信息探测和目标状态解析的能力，其余站点只能探测目标信息，具备目标状 态解析能力的站点将目标状态传送到融合中心，只具备探测能力的站点将探测到的目标信 息传送到融合中心，在融合中心站点完成目标信息和目标状态的融合，这种结构称为混合 式雷达组网探测。在上述三种结构中，分布式雷达组网探测相比于集中式雷达组网探测具 有传送信息量少，通信带宽窄的优势；同时，分布式雷达组网探测相比于混合式雷达组网探 测具有结构简单，造价低廉的优势，因此，分布式雷达组网探测在外辐射源雷达组网探测中 得到了较为广泛的应用。
[0003] 分布式外辐射源雷达组网探测在融合中心进行目标状态融合时，较常见的是进行 目标航迹的融合，即对各站点针对同一目标局部解析形成的航迹进行融合。目前实践中采 用的航迹融合算法通常是按照一定的融合准则对各站点传送过来的目标状态进行加权，将 加权的结果作为最终的目标航迹融合的结果。这样的加权融合，由于未考虑各站点对目标 进行局部解析时因运动模型单一引入的模型误差，从而导致该模型误差仍然保留在目标航 迹融合的结果中，造成了航迹融合精度的下降。
【发明内容】
[0004] 针对上述已有技术的不足，本发明的目的在于提出一种分布式外辐射源雷达组网 探测的航迹融合方法，该方法提出基于IMM算法对加权融合后的航迹进行滤波，即通过多 模型交互转换更加精确地得到目标的运动模型；本发明方法能够克服分布式外辐射源雷达 组网探测中融合中心未考虑分布站点的模型误差而造成的融合航迹精度差的缺点，因而能 够提高对目标航迹融合的精度。
[0005] 为达到上述技术目的，本发明采用以下技术方案予以实现。
[0006] -种分布式外辐射源雷达组网探测的航迹融合方法，其特征在于，包括以下步 骤：
[0007] 步骤1，外辐射源雷达各分布站点分别探测当前时刻的目标信息，并分别解析得到 各分布站点对应的当前时刻的目标状态，外辐射源雷达各分布站点获得其对应的当前时刻 的局部航迹，该局部航迹包含状态向量和协方差矩阵；外辐射源雷达各分布站点将获得的 各个当前时刻的局部航迹传送到融合中心；
[0008] 步骤2,融合中心根据外辐射源雷达每个分布站点传送过来的对应的当前时刻的 局部航迹中所包含的状态向量和协方差矩阵，判断外辐射源雷达各分布站点的各个当前时 刻的局部航迹是否来自于同一目标，对所有来自于同一目标的外辐射源雷达分布站点的当 前时刻的局部航迹进行加权融合，得到当前时刻的加权融合后的航迹，该当前时刻的加权 融合后的航迹包含当前时刻的融合状态向量和当前时刻的融合协方差矩阵；
[0009] 步骤3,在融合中心设置IMM滤波器，对步骤2所述当前时刻的加权融合后的航迹 进行I丽滤波，计算得到当前时刻I丽滤波的交互输出状态向量和交互输出协方差矩阵；
[0010] 步骤4,如果外辐射源雷达各分布站点继续跟踪目标，则令当前时刻增加1，返回 步骤1 ;否则，IMM滤波结束，保存步骤3所得当前时刻IMM滤波的交互输出状态向量和交互 输出协方差矩阵。
[0011] 本发明与现有技术相比具有以下优点：
[0012] 第一，本发明在融合中心基于1丽算法对加权融合后的航迹进行滤波，在滤波过 程中将目标运动模型设定为多种运动模型的叠加，从而减小了外辐射源雷达各分布站点 在局部滤波时因为使用单一目标运动模型而引入的模型误差，提高了对目标航迹融合的精 度；
[0013] 第二，本发明在融合中心设置1丽滤波器，避免了在外辐射源雷达各分布站点同 时使用MM滤波器，减少了滤波器的个数，从而减少了运算量，并加快了运算速度，节省了 存储空间；同时本发明可根据实际需要在融合中心增加或减少目标运动模型的个数，而不 需要改变融合中心的IMM滤波器的结构，可移植性强；
[0014] 第三，本发明方法使得分布式外辐射源雷达组网探测的整体结构更为简单，造价 低廉，应用面广。
【附图说明】
[0015] 下面结合【附图说明】和【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明。
[0016] 图1为本发明的I丽滤波的数据流向图；
[0017] 图2为两种方法所得的目标航迹沿X方向的航迹精度对比图；
[0018] 图3为两种方法所得的目标航迹沿X方向的航迹精度对比图；
[0019] 图4为实测实验的航迹误差图。
【具体实施方式】
[0020] 参照图1，本发明的一种分布式外辐射源雷达组网探测的航迹融合方法，包括以下 具体步骤：
[0021 ] 步骤1，外辐射源雷达各分布站点分别探测当前时刻的目标信息，并分别解析得到 各分布站点对应的当前时刻的目标状态，外辐射源雷达各分布站点获得其对应的当前时刻 的局部航迹，该局部航迹包含状态向量和协方差矩阵；外辐射源雷达各分布站点将获得的 各个当前时刻的局部航迹传送到融合中心。
[0022] 步骤2,融合中心根据外辐射源雷达每个分布站点传送过来的对应的当前时刻的 局部航迹中所包含的状态向量和协方差矩阵，判断外辐射源雷达各分布站点的各个当前时 刻的局部航迹是否来自于同一目标，对所有来自于同一目标的外辐射源雷达分布站点的当 前时刻的局部航迹进行加权融合，得到当前时刻的加权融合后的航迹，该当前时刻的加权 融合后的航迹包含当前时刻的融合状态向量和当前时刻的融合协方差矩阵；
[0023] 步骤2的具体子步骤为：
[0024] 2. 1按照Singer-Kanyuck算法判断外福射源雷达各分布站点的各个当前时刻的 局部航迹是否来自于同一目标；
[0025] 2. 2对步骤2. 1中所有判断为来自于同一目标的外辐射源雷达分布站点的各个当 前时刻的局部航迹按照Bar-Shalom-Campo算法进行加权融合，得到当前时刻的加权融合 后的航迹，该当前时刻的加权融合后的航迹包括：当前时刻的融合状态向量、当前时刻的融 合协方差矩阵；将当前时刻记为k时刻，当前时刻的融合状态向量记为卟1/〇，当前时刻 的融合协方差矩阵记为Pi (A' I A )
[0026] 步骤3,在融合中心设置IMM滤波器，对步骤2所述