[发明专利]基于航迹风险评估的三坐标雷达自动起始方法

说明书

本发明提出一种基于航迹风险评估的三坐标雷达自动起始方法，在提取三坐标雷达点迹位置信息的同时，基于凝聚为点迹的多个距离单元、多个波束回波特性计算点迹质量，然后基于Hough变换形成暂时航迹，再基于形成暂时航迹的点迹质量和暂时航迹周期间航速变化率计算每条暂时航迹风险因子，最后基于风险因子对暂时航迹进行评估优选输出，完成航迹起始。本发明的方法在不改变现有数据处理架构的条件下，通过在点迹提取的同时计算凝聚点迹的质量，在基于Hough变换航迹起始方法的基础上，对起始的航迹进行风险评估，实现航迹优选，对虚假航迹的抑制性能优于Hough变换法。

技术领域

本发明属于雷达目标跟踪技术领域，特别涉及三坐标雷达航迹自动起始方法。

背景技术

航迹起始是目标跟踪的初始阶段，在现代雷达系统中均有人工/自动起始的设计，对于担负警戒搜索任务的三坐标雷达，特别是在复杂环境下进行多目标搜索跟踪时，自动起始可以大大减少雷达操作员人工发现目标的压力。目前工程中常用的航迹起始算法主要分为两大类：顺序处理和批处理，前者比较有代表性的是修正的逻辑法，适用于弱杂波背景下的航迹起始；后者比较有代表性的是Hough变换法，适用于强杂波背景下的航迹起始。在现代复杂的战场环境下，为控制自动起始的虚假航迹数量，大多数雷达系统均采用类似于Hough变换法的批处理技术。

在文献《基于Hough变换的检测前跟踪算法的性能分析》(现代雷达,2004,Vol.26,No.12,pp:37-41)中采用基于Hough变换的检测前跟踪算法对匀速直线运动的Swerling II型低可观测目标检测与跟踪进行了仿真，并给出了K分布杂波加噪声背景下的检测概率和虚警概率解析表达式；在文献《A Multi-Dimensional Hough Transform-Based Track-Before-Detect Technique for Detecting Weak Targets in Strong ClutterBackgrounds》(IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems,2011,Vol.47,No.4,pp:3062-3068)中提出了综合利用目标位置、速度和过门限次数等多维度信息，基于Hough变换的检测前跟踪技术实现强杂波背景下目标检测提取；但文献中给出的方法只进行了仿真分析，在工程应用时，当面临非均匀非平稳的杂波环境时，虚假航迹数量将无法有效控制。

在文献《A Novel Dynamic Programming Algorithm for Track-Before-Detectin Radar Systems》(IEEE Transactions on Signal Processing,2013,Vol.61,No.10,pp:2608-2619)中作者提出了多周期联合检测跟踪算法，通过低门限检测后进行点迹提取，在点迹级采用基于动态规划的检测前跟踪算法实现最终的联合检测跟踪处理，并在文献《Track-Before-Detect for Sea Clutter Rejection:Tests With Real Data》(IEEETransactions on Aerospace and Electronic Systems,2016,Vol.52,No.3,pp:1035-1045)中基于实测海杂波数据进行了海面目标检测跟踪验证。但由于三坐标雷达主要探测目标类型为空目标，空目标的速度范围从几十米每秒到几百米每秒不等，甚至超过千米每秒，动态假设形成的航迹数量将呈现指数级的增长，且文章中采用点迹的局部信杂噪比作为指标函数，在强杂波环境下性能也会恶化。

发明内容

本发明针对背景技术存在的缺陷，提出一种基于航迹风险评估的三坐标雷达自动起始方法，在提取三坐标雷达点迹位置信息的同时，基于凝聚为一个点迹的多个距离单元、多个波束回波特性计算点迹质量，然后基于Hough变换形成暂时航迹，再基于形成暂时航迹的点迹质量和暂时航迹周期间航速变化率计算每条暂时航迹风险因子，最后基于风险因子对暂时航迹进行评估优选输出，完成航迹起始。

步骤一：点迹提取及点迹质量计算；