[发明专利]基于航迹折叠因子解模糊的多重频目标检测前跟踪方法

说明书

本发明公开一种基于航迹折叠因子解模糊的多重频目标检测前跟踪方法，克服了在多重频体制下因量测信息模糊而导致检测前跟踪方法算法复杂度高、计算量大的问题。它的特点是首先根据不同重频下得到的数据生成一组新的量测信息组；再设计一种针对模糊量测进行值函数积累的TBD跨边界搜索准则，对不同重频下的新量测信息组进行各重频下的模糊航迹检测和跟踪；最后将各重频下得到的模糊航迹进行联合处理，采用中国余数定理的思想对其进行模糊航迹的联合求解，得到真实的目标航迹。它有效解决了多重频雷达体制下微弱目标的检测和跟踪问题，以及因状态空间与量测空间的非一一对应关系而导致的算法复杂度高的问题。

技术领域

本发明属于雷达微弱目标检测与跟踪技术领域，特别涉及多重频雷达体制下的检测前跟踪方法和距离、多普勒解模糊技术研究。

背景技术

在单重频雷达系统中往往存在距离或者多普勒模糊，且无法对此距离或者多普勒模糊进行求解。在雷达领域，一种有效的手段是应用多个重频对检测区域同时进行监控，通过在一个相关脉冲间隔内发射N个不同的重频，连续扫描同一个方位(或者间隔非常小的相邻方位)，得到对应的量测值，并且应用解模糊算法(中国余数定理、一维聚类算法等)解得真实的量测信息，用于后续的目标检测和跟踪。传统的多重频雷达目标跟踪方法包含两个步骤：第一步，对各重频得到的量测值进行门限检测，得到过门限后的点迹集合，再联合多重频下得到的点迹集合利用解模糊算法解得真实量测信息；第二步，采用卡尔曼滤波等算法进行后续的目标跟踪。这类算法的缺点在于需要首先对原始量测信息进行门限检测，之后才能解得真实的量测信息，而微弱目标极有可能在门限检测这一阶段就被滤除，造成目标点迹的漏检，影响后续的目标跟踪。

检测前跟踪方法(TBD)是一种能够有效应对微弱目标跟踪问题的技术，通过联合处理多圈量测信息对微弱目标幅度值进行累积，从而达到抑制虚警、提高目标信噪比的目的，实现对微弱目标的有效检测和跟踪。在多重频雷达系统中，因为距离和(或)多普勒距离的存在，目标的状态空间与量测空间不再是一一对应关系，这也是直接导致多重频雷达目标跟踪方法复杂度高的原因。在专利“CN201710670511.8一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”中提出了一种针对高重频雷达的解模糊目标检测前跟踪算法，能够有效对高重频雷达系统中的微弱目标进行检测和跟踪，但是该方法算法复杂度较高，计算效率低下，且只针对高重频雷达系统。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出基于航迹折叠因子解模糊的多重频目标检测前跟踪方法，适用于多重频雷达距离和多普勒模糊场景下的多目标检测和跟踪，在保证跟踪精度的同时计算效率得到有效提高。

本发明采用的技术方案为：基于航迹折叠因子解模糊的多重频目标检测前跟踪方法，包括：

S1、根据某重频下得到的数据生成一组新的量测信息组；

S2、根据跨边界搜索准则，对不同重频下的新的量测信息组进行各重频下的模糊航迹检测和跟踪；

S3、引入折叠因子对将各重频下得到的模糊航迹进行联合解模糊，得到真实的目标航迹。

进一步地，步骤S2所述根据跨边界搜索准则，对某重频下的新的量测信息组进行各重频下的模糊航迹检测和跟踪，具体包括以下步骤：

A1、第一时刻，各目标状态的值函数为第一帧回波数据的幅度值；且各帧之间的状态转移函数为0；

A2、从第二时刻开始，各目标状态的值函数为可能转移到该状态的前一帧值函数的最大值与该状态对应的幅度值之和；

A3、根据跨边界搜索准则，得到各帧之间的状态转移函数；

A4、若目标状态的值函数大于或等于门限，则判定目标存在，并对目标状态进行估计；

A5、根据目标状态估计得到对应重频下估计的模糊航迹。