一种极坐标下的地波雷达运动目标仿真建模方法

摘要

本发明涉及一种极坐标下的地波雷达运动目标仿真建模方法。通过极坐标下的地波雷达运动目标仿真方法，从而对目标航迹跟踪、融合等方法的性能进行分析、验证与评价。它的具体过程为：步骤一，对目标建立以雷达站为极点的极坐标下的匀加速模型相应的运动模型，得到不同时刻目标的真实运动参数；步骤二，引入地波雷达系统的测量误差对步骤一得到的真实运动参数进行修正，仿真得到目标观测运动参数；步骤三，在步骤二的目标观测运动参数基础上引入环境杂波，仿真得到运动目标点迹数据。

主权项

一种极坐标下的地波雷达运动目标仿真建模方法，其特征是，它的具体过程为：步骤一，对目标建立以雷达站为极点的极坐标下的匀加速模型相应的运动模型，得到不同时刻目标的真实运动参数；步骤二，引入地波雷达系统的测量误差对步骤一得到的真实运动参数进行修正，仿真得到目标观测运动参数；步骤三，在步骤二的目标观测运动参数基础上引入环境杂波，仿真得到运动目标点迹数据；所述步骤一中，极坐标下目标的运动模型如下：$\left\{\begin{array}{c}{r}_t=\sqrt{r_0^2+{(v_{0}t+\frac{1}{2}{\mathrm{at}}^2)}^2+2r_0(v_{0}t+\frac{1}{2}{\mathrm{at}}^2)\cos \alpha }\\ {\theta }_t=\Phi -\mathrm{arc}sin\left(r_0\sin \right(\Phi -{\theta }_0)/r_t)\\ v_{rt}=(v_0+at)\cos \left(arc\sin \right(r_0\sin \left(\Phi -{\theta }_0\right)/r_t\left)\right)\end{array}\right.$其中，r_t为t时刻目标位置与雷达站之间的径向距离；r₀为初始时刻目标位置与雷达站的径向距离，t为运动时刻，以雷达的扫描间隔作为基本单位；a为加速度；α表示初始时刻目标运动方向与目标径向速度方向之间的夹角；θ_t为t时刻目标位置矢量与雷达法向的夹角；Ф为目标运动方向与雷达法向夹角，‑π≤Ф≤π；初始方位角θ₀；初始速度V₀；V_rt为t时刻目标的径向速度；目标运动方向与目标径向速度方向夹角为β＝arc sin(r₀sin(π‑Φ+θ₀)/r_t)，对应β为锐角0°<β<90°；目标运动方向与目标径向速度方向夹角为β＝π‑arc sin(r₀sin(π‑Φ+θ₀)/r_t)，对应β为钝角90°＜β＜180°；根据目标在雷达法向右侧或左侧运动，同时根据β角为锐角还是钝角，确定对运动模型进行相应修正的条件，(1)90°＞Φ＞0°时，(2)180°＞Φ＞90°时，临界角δ＝Φ‑90°＞0°，当θ₀＜δ时，(3)‑90°＞Φ＞‑180°时，临界角δ＝Φ+90°＜0°，当θ₀＞δ时，(4)0°＞Φ＞‑90°时，上述四种情形中，当β为锐角时，取式β＝arc sin(r₀sin(π‑Φ+θ₀)/r_t)的表达形式，当β为钝角时，取式β＝π‑arc sin(r₀sin(π‑Φ+θ₀)r_t)的表达形式，对所述运动模型进行修正。