[发明专利]协同探测网任意配置的目标建模方法

说明书

技术领域

本发明属于雷达技术，特别涉及雷达协同探测网中目标建模技术。

背景技术

协同探测网是一种利用分布在空间不同位置的多部雷达、多种频率和多种极化方式等，对关注区域实施独立监视和协同探测的网络化雷达探测系统。协同探测网，具有抗毁抗干扰、探测能力、搜索速度和增强跟踪能力强的特点，在陆、海、空、天一体化无死角联合防御中有广阔的发展空间。

协同探测网，可以获取目标在不同空间位置、不同频率和不同极化方式下的多维度的目标电磁散射RCS信息。

雷达目标散射截面RCS通常建模为非起伏模型和独立或全相关同分布起伏模型，其主要针对配置单一雷达系统，如特殊位置的雷达，采用特殊的频率和极化配置的系统，特殊目标(如校正球等)的RCS具有非起伏特性或独立/全相关同分布起伏特性。比如，在文献：脉冲雷达目标探测的统计理论“A statistical theory of target detection by pulsed radar,”IRE Trans.Inform.Theory,vol.no.6,April1960,pp.59-267”中，Marcum将目标在时间脉冲维的目标RCS建模为确定常数，即建模为非起伏目标。在文献：起伏的目标的检测概率“Probability of detection for fluctuating targets,IRE Trans.Infor.Theory,vol.6,no.2,pp.269-308,April1960”中，Swerling利用指数分布和4°卡方分布，将目标在时间维或频率维的目标RCS建模为独立或全相关同分布模型，产生了四种Swerling模型。上述建模方法只针对特殊配置下的协同探测网目标建模，不能应用于在任意配置下协同探测网复杂目标的精确建模，从而影响协同探测网系统设计和性能分析。任意配置是指协同探测网雷达个数及其空间分布、频率和极化等配置具有任意性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有建模方法配置特殊化，无法对不同通道目标RCS非理想特性建模的问题，提供一种能适应协同探测网任意配置的目标建模方法。

本发明为解决上述技术问题所采样的技术方案是，协同探测网任意配置的非独立同分布目标建模方法，包括以下步骤：

步骤1、确定协同探测网配置：协同探测网工作模式、雷达个数、各雷达空间位置、频率、极化方式等；

步骤2、对当前目标进行分类，如为起伏目标进入步骤4，如为非起伏目标进入步骤3；

步骤3、非起伏目标RCS建模：根据协同探测网配置以及当前目标的RCS散射特性和距离衰减特性将每个通道RCS建模为幅度不同的常数值；

步骤4、起伏目标RCS建模：根据协同探测网配置以及当前目标的RCS散射特性和距离衰减特性，将不同通道的目标RCS起伏特性建模为非同分布函数，包括非同类型以及非同参数的分布函数；将不同通道RCS的相关特性建模为分数阶指数部分相关模型；所述非同分布包括了所有通道之间均不同，或者所有通道之间一部分相同、一部分不同的情况；所述部分相关包括了不相关(相关系数为0)、全相关(相关系数为1)、以及部分相关(相关系数范围为(0,1))的情况；

步骤5、根据协同探测网配置和目标在每个通道不同的RCS幅度模型，或者目标RCS起伏模型以及相关模型确定当前目标下协同探测网的目标模型。

根据协同探测网的任意配置和目标，将不同通道目标RCS起伏特性建模为不同分布函数(包括不同参数或不同类型的分布函数)，解决目标任意起伏特性的建模问题；将不同通道目标RCS的相关性建模为分数阶指数部分相关，解决了目标任意相关性的建模问题，从而实现任意配置协同探测网目标准确建模。

进一步，考虑到适应各个通道RCS起伏具有分布变化范围较大、拖尾特征较长的目标，本发明提出了一种广义的新分布模型：α-μ分布。

本发明的有益效果是，所建立的非独立同分布目标模型适用于协同探测网的任意配置，其可准确描述复杂目标的物理和运动特征，适用范围广。进一步的，所提出的广义α-μ分布适用于各个通道起伏分布变化范围较大、或拖尾较长的目标，可以包含指数分布、4°卡方分布、Gamma分布、Weibull分布等，适应更复杂目标。

附图说明

图1是协同探测网一个典型目标RCS在空间不同观测角的起伏特性：图1(a)为观测角θ∈[0°,30°]的起伏特性图，图1(b)为观测角θ∈[40°,70°]的起伏特性图。

图2是协同探测网一个典型目标RCS关于空间角度的相关性图。