外辐射源雷达中一种基于随机有限集的多目标跟踪方法

摘要

本发明属于外辐射源雷达多目标跟踪技术领域，特别涉及外辐射源雷达中一种基于随机有限集的多目标跟踪方法。该外辐射源雷达中一种基于随机有限集的多目标跟踪方法包括以下步骤：利用外辐射源雷达接收数字电视信号，对外辐射源雷达接收的数字电视信号依次进行解调、重编码，重构出各个发射站的直达波信号；利用每个发射站的直达波信号对外辐射源雷达接收的数字电视信号进行自适应杂波相消处理，得到杂波相消后信号；根据所述杂波相消后信号、以及重构出的各个发射站的直达波信号，得到各个目标的观测量；采用概率假设密度粒子滤波方法对外辐射源雷达矩形观测区域内的每个目标实施定位跟踪，每个目标的定位跟踪方法为到达时间定位方法。

主权项

外辐射源雷达中一种基于随机有限集的多目标跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，利用外辐射源雷达接收数字电视信号，对外辐射源雷达接收的数字电视信号依次进行解调、重编码，重构出各个发射站的直达波信号；步骤2，利用每个发射站的直达波信号对外辐射源雷达接收的数字电视信号进行自适应杂波相消处理，得到杂波相消后信号；根据所述杂波相消后信号、以及重构出的各个发射站的直达波信号，得到各个目标的观测量；步骤3，采用概率假设密度粒子滤波方法对外辐射源雷达矩形观测区域内的每个目标实施定位跟踪，每个目标的定位跟踪方法为到达时间定位方法；所述步骤3具体包括以下子步骤：(3.1)设置参数k，k＝0，1，2...；当k＝0时，在k时刻用L₀个粒子表示目标状态的先验分布，所述L₀个粒子表示为表示0时刻所述L₀个粒子中第i₀个粒子的权值，表示所述L₀个粒子中第i₀个粒子在0时刻的粒子状态；(3.2)当k≥1时，将k‑1时刻的粒子集为L_k‑1为k‑1时刻的粒子数，i_k‑1取l至L_k‑1，为k‑1时刻第i_k‑1个粒子的权值，为k‑1时刻第i_k‑1个粒子的粒子状态；在k‑1时刻每个粒子处产生一组西格玛点，k‑1时刻每个粒子处产生的一组西格玛点包括至以及至n为粒子状态的维数；将k‑1时刻每个粒子处产生的一组西格玛点带入目标状态转移方程中，得到k时刻的一步预测状态值j取0至2n；对至进行加权求和，得到k时刻粒子状态的初步一步预测值计算出k时刻的初步一步预测状态协方差矩阵将代入目标观测方程中，得到k时刻的一步预测观测值所述目标观测方程为z_k＝h(x_k，v_k)，其中，x_k为k时刻目标的状态，v_k为观测噪声，h(x_k，v_k)表示目标的观测函数；对至进行加权求和，得到k时刻观测量的初步一步预测值在k时刻目标的观测集Z_k中，选取出与具有最近欧式距离的对应目标观测量z_k，k时刻目标的观测集Z_k为：由k时刻每个目标的观测量组成的集合；用z_k对粒子状态的初步一步预测值和的初步一步预测状态协方差矩阵做进一步修正，得到初步一步预测均值及的初步一步预测状态协方差矩阵在均值为协方差为的高斯分布上采样，得到k时刻第i_k‑1个粒子的粒子状态的一步预测值根据的概率密度q_k，并按照下式计算出所对应的权值${\omega }_{k|k-1}^{\left(i_{k-1}\right)}={\omega }_{k-1}^{\left(i_{k-1}\right)}{p}_{s,k}{f}_{k|k-1}\left(x_{k|k-1}^{\left(i_{k-1}\right)}\right|x_{k-1}^{\left(i_{k-1}\right)})/q_k,i_{k-1}=1,2,\mathrm{...},L_{k-1}$其中，p_s，k为k‑1时刻的目标在k时刻仍然存在的概率，为目标状态转移概率密度函数；(3.3)当k≥1时，得出k时刻每个发射站对应的每个目标的双基地双基地椭圆，在k时刻每个发射站对应的每个目标的双基地椭圆曲线上，每个点对应的双基地距离和为一固定值，每个点对应的双基地距离和指：每个点与对应发射站的距离、以及对应点与外辐射源雷达的距离之和；根据k时刻每个发射站对应的每个目标的双基地椭圆曲线与外辐射源雷达的矩形观测区域边缘的交点，分布k时刻新生粒子，并计算k时刻每个新生粒子的权值，k时刻新生粒子的个数表示为J_k，k时刻第i_new个新生粒子的粒子状态表示为k时刻第i_new个新生粒子的权值表示为i_new取L_k‑1+1至L_k‑1+J_k；(3.4)当k≥1时，根据子步骤(3.2)和子步骤(3.3)，得到预测的k时刻的粒子集其中，表示预测的k时刻的粒子集中第i′_k个粒子的粒子状态，表示预测的k时刻的粒子集中第i′_k个粒子的权值，i′_k取1至L_k‑1+J_k；利用k时刻目标的观测集Z_k，对预测的k时刻的粒子集中第i′_k个粒子的权值进行修正，得出预测的k时刻的粒子集中第i′_k个粒子的修正后权值(3.5)按照预测的k时刻的粒子集中第i′_k个粒子的修正后权值对预测的k时刻的粒子集进行重采样，得出k时刻的粒子集；对k时刻的粒子集进行聚类分析，得到每个目标k时刻的状态。