[发明专利]一种基于区域映射解模糊的高重频雷达目标检测前跟踪方法

说明书

本发明公开了一种基于区域映射解模糊的高重频雷达目标检测前跟踪方法，克服了在高重频体制下目标航迹模糊导致检测前跟踪方法无法有效对目标进行跟踪的问题。它的特点是先将各重频的量测平面在距离维上分别进行区域映射得到扩维平面，再对各重频的扩维平面分别进行多帧联合积累，检测后得到置信度较高的模糊点迹序列，最后利用航迹校准法解距离模糊得到无模糊的目标航迹。它有效解决了检测前跟踪方法无法应用于存在距离模糊的高重频体制雷达的问题，可利用高重频雷达模糊量测实现对微弱目标的稳定检测与精确跟踪。

技术领域

本发明属于雷达目标检测与跟踪技术领域，特别涉及多高重频雷达体制下的检测前跟踪方法和航迹解模糊技术研究。

背景技术

在现代战争中，工作在高重频模式下的脉冲多普勒雷达因具有较高无杂波区，以及能够降低频域上目标回波落在主瓣杂波内被遮挡的概率、避免频域模糊等优点，被广泛应用于高径向速度目标的检测、机载雷达对空探测等领域。但当雷达采用高脉冲重复频率时，距离量测产生模糊，即距离测量值不能正确反映目标的真实距离。且随着雷达探测环境日益复杂、目标隐身技术日趋成熟，使得雷达及时可靠地监测到目标回波信号被发射脉冲遮挡的微弱目标变得更加困难。如果高重频雷达在距离量测发生模糊的情况下，仍能对目标进行精确的检测和跟踪，则可以更好地探测隐身目标、增加预警雷达的预警时间。

检测前跟踪方法是一种能够对低信噪比目标进行有效跟踪的技术，它将单帧信息量化并存储起来，对多帧数据联合处理后同时宣布检测结果及目标航迹。这种同时利用多帧信息进行目标检测的处理方式，有利于抑制虚警且提高目标信噪比。目前应用于雷达目标检测领域的检测前跟踪技术的具体实现方式主要有动态规划、粒子滤波以及霍夫变换等，其中动态规划是计算效率远远高于穷尽搜索法的等效算法。以上算法的模型建立均基于无模糊量测空间，假设目标运动轨迹连续且无模糊。因此无法直接有效应用于存在距离量测信息模糊的高重频雷达体制。文献“Track-before-detect processing for a range-ambiguous radar,IEEE 1993International Radar Conference,Lynnfield，MA，USA，1993，pp.113-116”中考虑了高重频雷达体制下的距离模糊，通过采用动态规划遍历搜寻每个距离、方位、多普勒单元，得到一条最优试验航迹；但其只考虑了目标模糊航迹连续的情况，而在实际监测环境中，观测到的目标航迹常由于跨越单个重频下的最大不模糊距离而发生跳变，因此该模型无法对其进行有效跟踪。文献“Target tracking in clutter usinga high pulse repetition frequency radar,IET Radar,SonarNavigation,vol.9,no.3,pp.299-307,3 2015”中，考虑了高重频雷达体制下的距离模糊，建立目标高斯混合量测模型，通过卡尔曼滤波在模糊空间下对目标进行预测更新，得到目标航迹；但其只考虑了单目标场景，且需要已知目标的初始状态信息。

发明内容

本发明的目的是针对背景技术存在的不足，研究设计一种基于区域映射解模糊的高重频雷达目标检测前跟踪方法，解决检测前跟踪方法无法直接应用于多重频雷达体制中的问题。

本发明的解决方案是先将各重频下的量测平面在距离维上进行区域映射，在此基础上对不同重频的扩维平面分别进行多帧联合积累，门限判决后得到各重频下置信度较高的模糊点迹序列，最后利用航迹校准法，根据校准准则对在误差范围允许内的多重频模糊航迹进行解模糊处理，恢复出目标的真实航迹。该方法有效解决了多高重频雷达体制下距离模糊而导致的检测前跟踪方法无法沿目标航迹进行有效积累的问题，从而实现对目标的检测与跟踪。

本发明提出了一种基于区域映射解模糊的高重频雷达目标检测前跟踪方法，具体包括步骤：

步骤1、初始化系统参数：