基于RCS预测信息的检测跟踪一体化方法

摘要

本发明公开了一种基于雷达散射截面积RCS预测信息的检测跟踪一体化方法，主要解决现有技术目标检测概率较低、目标跟踪距离较短的问题。其实现过程是：1)根据第k‑1时刻目标状态估计值和状态估计协方差矩阵，确定第k时刻目标预测波门；2)计算目标预测波门内各检测单元的检测门限，并对其内的回波信号进行检测，得到初步量测数据集合；3)根据前k‑1时刻RCS观测信息，确定第k时刻RCS的预测范围，并筛选出初步量测集合中检波器输出数据超过检测门限的量测数据，作为第k时刻量测数据集合，计算第k时刻目标状态估计值和状态估计协方差矩阵。本发明提高了目标检测概率和航迹连续性，可用于雷达目标跟踪状态下提高目标检测概率，扩展目标跟踪距离。

主权项

一种基于RCS预测信息的检测跟踪一体化方法，包括如下步骤：1)初始化参数：设置漏警计数器初始值为0；设置检波器初始输出信号为0，检波器等待接收信号；通过目标航迹起始算法，得到目标航迹的初始状态估计以及初始状态估计协方差矩阵P₀；2)设定目标状态转移方程和雷达量测方程，根据第k‑1时刻目标状态估计值和第k‑1时刻状态估计协方差矩阵P_k‑1，计算第k时刻目标量测的预测值以及第k时刻目标量测的预测协方差矩阵D_k|k‑1；3)根据第k时刻目标量测的预测值和第k时刻目标量测的预测协方差矩阵D_k|k‑1，确定第k时刻的目标预测波门O_k；4)设定目标突然消失后航迹正确结束的概率P_E，利用如下公式计算在第k时刻目标预测波门O_k内的虚警概率P_Z：(1‑P_Z)^M＝P_E，其中，M表示结束航迹所需的连续漏警次数；5)设定第k时刻预测波门内第i个检测单元的权值w(i；k)，利用如下方程组计算第k时刻预测波门O_k内每个检测单元的虚警概率：其中，P_f(i；k)表示第k时刻预测波门O_k内第i个检测单元的虚警概率，i＝1,2,...,N_k，N_k表示第k时刻预测波门O_k内检测单元的个数，P_a为中间求解变量；6)根据每个检测单元的虚警概率P_f(i；k)，利用目标检测算法计算第k时刻预测波门O_k内每个检测单元的检测门限T_i，将检波器的输出数据与预测波门O_k内任一检测单元的检测门限T_i进行比较，若检波器输出数据高于该检测单元的检测门限T_i，则用该检测单元对应的空间位置估计目标的量测数据，并将预测波门O_k内得到的所有量测数据作为初步量 测数据集合Z₁(k)；否则，不作任何处理；7)根据前k‑1时刻的雷达散射截面积RCS测量值，计算第k时刻RCS的预测值和第k时刻RCS的预测方差并根据该预测值和预测方差确定第k时刻RCS的预测范围B_k；8)根据第k时刻RCS的预测范围B_k中最低的RCS数值λ_min，计算第k时刻最低的信噪比数值ρ_min，并利用检测算法计算在信噪比为ρ_min、最低检测概率为的条件下所需的最高虚警概率P_f,max；9)根据最高虚警概率P_f,max计算对应的检测门限T_min，筛选出初步量测数据集合Z₁(k)中检波器输出数据高于检测门限T_min的量测数据，作为第k时刻的量测数据集合Z(k)；10)从第k时刻量测数据集合Z(k)中选取与航迹关联度最高的量测数据，由选取的量测数据利用跟踪算法计算第k时刻目标状态估计值与状态估计协方差矩阵P_k；11)判断第k时刻量测数据集合Z(k)是否为空:若为空，则将漏警计数器置0，反之在漏警计数器原本的数值上加1；12)判断漏警计数器的值：若计数器的值大于等于结束航迹所需的连续漏警次数M，则目标跟踪过程结束；否则，返回步骤2)。