技術領域

本發明涉及雷達數據處理技術領域，主要涉的慢速編隊運動目標跟蹤方法，可用于對地面與海面編隊目標的跟蹤。

背景技術

目標跟蹤是根據雷達信號處理系統檢測出的目標信息，采用一定的手段，對數據進行互聯與濾波，抑制目標在測量過程中的各種誤差，得到目標在特定時刻的位置和運動狀態即速度的大小與方向的精確估計。在軍事行動中，部隊或艦船一般以編隊的形式出動，這樣能夠提高作戰效率和安全性，也是突防雷達的重要手段，所以在監視區域內對編隊目標的跟蹤是跟蹤系統急需研究的課題之一。

編隊目標是一類特殊的目標，它一般由多個目標組成、并按照一定隊形運動，特征是在一段連續時間內，各目標之間距離較近，而且速度大小一致、方向相同。在跟蹤過程中，編隊目標表現為聚集在一起、運動狀態相似的目標。編隊目標跟蹤算法的研究目前主要分為兩類：一是根據經典跟蹤算法理論即航跡起始、關聯、濾波發展而來的編隊目標跟蹤方法，二是借鑒擴展目標跟蹤理論發展而來的群目標跟蹤方法。

根據經典跟蹤算法理論發展而來的編隊目標跟蹤方法，其思想是對群目標進行劃分，劃分的方法一般使用循環判斷的方式，即以某一量測為中心，將距離小于閾值的量測納入目標群，再更新航跡中心，同時重新判斷落入距離閾值內的量測，依次類推。群中心由各群成員的狀態加權得到。利用群中心進行數據互聯，再對編隊成員進行跟蹤。這種方法經過多年發展已經形成成熟的工程體系，缺點是不能有效解決編隊內航跡的數據關聯問題。

借鑒擴展目標跟蹤理論發展而來的群目標跟蹤方法，該方法是將編隊目標認為是一個目標的擴展即一個目標對應多個回波，采用擴展目標的跟蹤方法對編隊目標進行跟蹤。在跟蹤的初始階段，一般是在聚類的基礎上對群目標進行劃分，并估計每個劃分的中心，目標分群的方法同第一類，目的是得到目標集合的有限劃分。這類方法將目標群作為擴展目標，從而避免了編隊成員的數據關聯問題，缺點是僅認為編隊是擴展目標的特例，沒有利用編隊的現狀、尺寸等特征信息，不能適用于編隊隊形多變的情況且運算復雜度高，跟蹤精度差。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提出一種基于隊形的慢速編隊目標跟蹤方法，以避免量測與航跡關聯過程中容易出現的航跡交叉與數據冗余的問題，準確地完成編隊內目標航跡的起始和處理，提高編隊目標跟蹤的準確性與處理效率。

為達到上述目的，本發明的技術方案予以實現如下：

(1)分別對目標進行編隊劃分和編隊關聯，完成編隊目標的航跡起始；

(2)在完成編隊目標的航跡起始后，使用編隊內各目標到編隊中心的距離R和角度θ構成編隊的形狀描述矩陣(R_i,θ_i)，以描述編隊形狀；

(3)根據編隊形狀描述矩陣對編隊內各目標的量測進行分配，得到編隊內航跡對應的量測，并對量測進行平滑濾波，得到量測的更新狀態；

(4)根據量測的更新狀態按照步驟(3)對編隊形狀進行更新。

由于以上方法中的編隊運動均以勻速運動為主，故所有的濾波方法均采用線性Kalman濾波。

本發明與現有的編隊目標跟蹤方法相比具有以下優點：

1.本發明在目標編隊劃分時，利用編隊目標的特性對每一個用群目標分割法劃分的目標群進行二次篩選，避免了目標群中可能存在的不同編隊造成的航跡交叉或雜波量測造成的數據冗余現象；

2.本發明的目標編隊互聯采用最近鄰域標準濾波器對落入波門中的編隊進行篩選，且每個編隊中心量測是編隊內目標量測的中心，有效避免了錯誤關聯的情況；

3.本發明使用的基于編隊隊形的編隊目標跟蹤算法，使編隊目標跟蹤的準確性與處理效率得以大幅提高。

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

附圖說明

圖1為本發明的實現流程圖；

圖2為本發明中確定各目標角度的示意圖；

圖3為本發明中所用的東北天坐標系與大地坐標系示意圖；

圖4為對本發明編隊目標理想軌跡與量測的仿真圖；

圖5為本發明中用經典航跡處理方法處理編隊成員的結果仿真圖；

圖6為本發明中用基于編隊隊形的編隊目標跟蹤方法處理編隊成員航跡的仿真圖；

圖7為本發明中用基于編隊隊形的編隊目標跟蹤方法處理編隊中心航跡的仿真圖。

具體實施方式