[发明专利]基于轨迹预报的空间目标中断航迹关联方法

说明书

本发明公开了一种基于轨迹预报的空间目标中断航迹关联方法，该技术属于航迹关联技术领域。空间目标具有密集性高、目标间相对运动速度低、可分性差等特点，容易导致跟踪过程中存在目标时跟时丢、同一目标被多次进行航迹起始并赋予多个批号等问题，为了有效改善空间目标跟踪的连续性、稳定性，提高目标跟踪精度和有效跟踪批数，本发明针对空间目标的速度和位置分别采用一阶和二阶最小二乘曲线拟合来提高轨迹预报初值点的精度，利用由变阶曲线拟合获得的轨迹预报初值点位置，根据空间目标动力学方程估计该时刻的目标加速度，由估计的加速度利用欧拉外推预报法对空间目标运动轨迹进行预报，利用空间目标轨迹预报结果解决中断航迹关联问题。

技术领域

本发明属于目标航迹关联技术领域，适用于复杂密集目标环境下航迹零碎度较高的跟踪系统。

背景技术

无论是新卫星发射、碰撞规避，还是空间碎片管理、重要空间目标预警拦截等都需要高精度的目标跟踪和轨迹预报技术作为基础，复杂空间目标群内的各个目标之间相对运动速度较低，导致雷达在相对较长的时间内不能对目标群中的各个目标进行有效分辨，而对于部分可分辨的群内目标，又无法获取连续有效的稳定测量，进而导致跟踪结果中短小航迹多，容易出现跟踪饱和、有效跟踪目标数量低等问题，如何充分利用空间目标运动特性，实现跟踪与预报互相反馈、良性循环，提升跟踪、预报性能，不仅是实现空间多目标高精度实时跟踪的关键所在，也是改善空间目标跟踪的连续性、稳定性，实现落点准确预报必须要解决的难点问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于轨迹预报的空间目标中断航迹关联方法。旨在通过预报解决空间目标跟踪过程中存在的目标时跟时丢、同一目标被多次进行航迹起始并赋予多个批号、有效跟踪目标批数有限等问题。

本发明所述的基于轨迹预报的空间目标中断航迹关联方法，是指根据空间目标动力学方程，采用变阶曲线拟合获取轨迹预报的初值点并对空间目标进行轨迹预报，利用预报的轨迹建立中断前后航迹片段关联门限，实现空间目标短小航迹关联融合，具体包括以下技术措施：在轨迹预报初值点获取过程中采用曲线拟合方法进行平滑处理，并针对空间目标的速度和位置分别采用一阶和二阶最小二乘曲线拟合来提高轨道预报初值点的精度，利用由变阶曲线拟合获得的轨迹预报初值点位置，根据空间目标动力学方程估计该时刻的目标加速度，由估计的加速度利用欧拉外推预报法对空间目标运动轨迹进行预报，结合预报的轨迹建立中断前后航迹片段关联位置和速度门限，实现空间目标中断前后航迹的关联融合。

本发明可在目标跟踪的同时通过轨迹预报解决复杂环境下由于空间目标测量数据断续带来的短小航迹多等问题，提高雷达系统有效跟踪目标数量，改善空间目标跟踪的连续性、稳定性和跟踪精度。

附图说明

图1是基于轨迹预报的空间目标中断航迹关联方法流程图。

具体实施方式

本发明的具体实施方式分以下几个步骤：

步骤1：为了提高空间目标轨迹预报初值点精度，在初值点获取过程中采用变阶曲线拟合方法进行平滑处理，由于最小二乘曲线拟合不要求拟合曲线通过所有已知点，曲线拟合过程得到的结果更能反映空间目标运动形成曲线航迹的客观实际，同时由于一阶最小二乘曲线拟合法适合于处理呈线性变化的时变状态量，二阶最小二乘拟合法适合于处理呈非线性变化的二阶时变状态量，所以这里对空间目标速度采用一阶最小二乘曲线拟合、位置采用二阶最小二乘曲线拟合来提高轨道预报初值点的精度；

步骤2：设由曲线拟合获得的t_k时刻地心惯性坐标系下轨迹预报初值点位置为(x_I,y_I,z_I)，则根据空间目标动力学方程算得该时刻的空间目标加速度估计值为