[发明专利]基于蒙特卡洛仿真的雷达目标跟踪精度预测方法

说明书

本发明提供了一种基于蒙特卡洛仿真的雷达目标跟踪精度预测方法，包括以下步骤：初始化蒙特卡洛仿真的参数；生成雷达位置和目标位置；模拟所述雷达的接收过程；模拟所述雷达的跟踪过程；计算当前所述蒙特卡洛仿真中的跟踪精度；计算给定置信度下的跟踪精度，所述跟踪精度包括雷达方位、距离、俯仰三维的精度。本发明是在计算雷达目标跟踪精度时同时考虑了平台运动、目标运动、惯导误差、雷达测量误差以及跟踪算法误差等几方面因素，能够更加准确地模拟雷达真实工作情况，提供更精确的精度估计值。

技术领域

本发明涉及雷达目标检测跟踪领域，尤其涉及一种基于蒙特卡洛仿真的雷达目标跟踪精度预测方法。

背景技术

雷达性能预测是指根据雷达系统参数(如：天线尺寸、发射功率等)和外界因素影响(如：目标RCS、天气状况、大气衰减等)估计雷达在实际应用中可能达到的性能的过程。一方面，雷达性能预测结果可以作为雷达系统设计的指导。设计人员可以利用相关系统参数计算雷达预期性能，并与给定的技术指标对比，通过多次迭代减少预期性能与期望指标间的差异，完善系统设计。另一方面，雷达性能预测结果可以作为雷达使用的依据。使用人员可以根据给出的雷达系统预测性能，设计雷达部署方式、工作模式、规划载机平台航线航路等。

雷达跟踪精度预测是雷达性能预测中的一个重要方面，包括方位向精度、俯仰向精度和距离向精度三个方面。在以运动目标探测为主的雷达工作模式下，有关目标的上报信息最终是以跟踪航迹的形式呈现的，因此，准确的雷达跟踪精度预测具有重要的意义。雷达实际工作过程中，从照射目标到形成目标航迹的过程中经过了多步复杂的运算、转化、信号处理和数据处理工作，这大大增加了雷达跟踪精度的预测难度。另外，平台和目标运动的不确定性、惯导误差的引入也给跟踪精度的预测问题带来了额外挑战。针对上述问题，常见的解决方法有两种。一是结合系统参数根据经验值推测精度结果；二是忽略跟踪算法及其他外部因素的影响，利用分析得到的雷达测量精度作为跟踪精度的结果。这两种方法在分析过程中均没有结合雷达实际工作流程，也没有充分考虑雷达处理过程中可能引入的误差以及平台机动、惯导测量不准确等外部因素的影响，难以保证计算结果的有效性。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于蒙特卡洛仿真的雷达目标跟踪精度预测方法，以期部分地解决上述技术问题中的至少之一。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于蒙特卡洛仿真的雷达目标跟踪精度预测方法，包括以下步骤：

初始化蒙特卡洛仿真的参数；

生成雷达位置和目标位置；

模拟所述雷达的接收过程；

模拟所述雷达的跟踪过程；

计算当前所述蒙特卡洛仿真中的跟踪精度；

计算给定置信度下的跟踪精度，所述跟踪精度包括雷达方位、距离、俯仰三维的精度。

其中，所述蒙特卡洛仿真的参数包括蒙特卡洛次数、观测总时刻数、雷达扫描周期、雷达测量误差，包括方位、俯仰及距离测量误差、惯导测量精度，包括经度、纬度及高度测量误差。

其中，所述生成雷达位置和目标位置包括以下子步骤：

随机生成雷达在WGS-84坐标系下的初始位置，包括经度、纬度和高度、初始速度，初始速度设为0，用于模拟平台固定的情况；并生成各观测时刻上的雷达位置；

生成雷达在各观测时刻上的姿态角；

随机生成目标在WGS-84坐标系下的初始位置，包括经度、纬度和高度、初始速度，并生成各观测时刻上的目标位置；

将所述各观测时刻上目标在WGS-84坐标系下的位置转换到各时刻雷达极坐标系下，得到目标在雷达极坐标系下的距离、方位、俯仰信息。