[发明专利]一种匀加速运动目标RD平面检测前跟踪方法

说明书

本发明涉及一种匀加速运动目标RD平面检测前跟踪方法、计算机设备及计算机可读存储介质，该方法包括：获取雷达接收的RD回波数据，建立回波模型，确定演化方程；根据回波模型设置匹配滤波器的间隔和数量；对于每个匹配滤波器，根据演化方程预测目标位置，构造伪谱，基于伪谱积累实现RD平面多帧能量积累；根据预设的检测门限，判断是否有能量积累结果的峰值大于检测门限，如有则估计目标的距离、多普勒和CA目标参数；通过演化方程进行航迹回溯；输出航迹回溯结果。本发明能够实现在RD平面对匀加速运动的微弱目标进行有效地检测和参数估计，且检测概率高，估计误差小。

技术领域

本发明涉及空间目标跟踪技术领域，尤其涉及一种匀加速运动目标RD平面检测前跟踪方法、计算机设备及计算机可读存储介质。

背景技术

现代战争要求雷达在进行远程警戒、预警的任务时，具备运动目标的检测跟踪能力。近年来，隐身技术的发展使得目标的RCS(雷达反射截面积)极大地减小，目标反射回波强度大幅度减弱，雷达探测能力显著下降。同时，目标的运动速度大大提高，使雷达预警时间急剧缩减。另外，受到环境因素干扰，在强杂波环境中目标信杂比显著降低。因此，为避免防空网出现大面积空洞，给国家安全带来威胁，需要雷达具备更强的远距离微弱目标探测能力。

传统的跟踪方法以门限检测后的数据作为输入，但是由于单帧的门限检测会丢弃原始观测中大量的信息，并且会丢弃低信噪比的目标检测信号，传统的跟踪方法的检测性能会严重下降。与传统的跟踪方法相比，检测前跟踪(Track-Before-Detect，TBD)技术在单帧内并不进行门限检测处理，而是将雷达观测到的原始回波数据信息存储起来，通过多帧数据联合处理，宣布检测结果并同时估计出目标航迹。由于TBD技术没有采用单帧门限检测，保留了目标所有的信息，并且TBD技术通过多帧回波数据的联合处理，利用目标和背景噪声帧间位置相关性差异，实现目标回波能量的有效积累和背景的抑制，因此，TBD技术具有目标检测性能高，航迹估计精度高，不需要改变雷达外部硬件结构等一系列的优点。

现有的TBD方法对于机动目标往往存在模型失配问题，无法针对匀加速运动目标(即CA目标)直接处理距离-多普勒(Range-Doppler，RD)平面的数据，并实现CA目标的多帧能量积累和有效检测，并且，由于传统TBD方法能量积累方式的局限，使得多帧积累后目标的输出包络存在退化现象，目标包络的特性无法保持。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是解决现有技术无法对匀加速运动的微弱目标进行有效地检测和参数估计的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种匀加速运动目标RD平面检测前跟踪方法，包括如下步骤：

S1、获取雷达接收的RD回波数据，建立目标在RD平面的回波模型，确定匀加速运动目标的距离和多普勒状态的演化方程，以及需匹配的第一至第三CA目标参数的取值范围；

S2、根据回波模型设置一组匹配滤波器的间隔和数量；

S3、对于每个匹配滤波器，根据演化方程预测目标位置，构造伪谱，基于伪谱积累实现RD平面多帧能量积累；

S4、根据预设的检测门限，判断是否有能量积累结果的峰值大于检测门限，如没有则判断没有检测到目标，如有则选择最大峰值，记录最大峰值所在的匹配滤波器及分辨单元位置，估计目标的距离、多普勒和第一至第三CA目标参数；

S5、根据估计出的目标的距离、多普勒和第一至第三CA目标参数，通过演化方程进行航迹回溯；

S6、输出航迹回溯结果。