雷达点迹凝聚技术

雷达点迹凝聚技术一、概述雷达数据处理技术一般主要完成多目标跟踪任务。但是对于目标跟踪，仅希望一个目标只产生唯一代表其物理位置的点迹数据。事实上，某一目标被雷达探测经雷达天线所接收的目标回波，经信号处理后，一般情况下往往产生多个原始点迹数据，这就需要把属于同一个目标的多个原始点迹进行归并，最后采用某种计算方法，使一个目标获得唯一表征目标物理位置的点迹数据，这个过程被称为目标点迹凝聚处理，也可以称其为对原始点迹的预处理。目标点迹凝聚处理为后续的目标跟踪提供基础数据，直接决定着航迹跟踪质量的好坏，是雷达数据处理系统的关键技术之一。二、点迹凝聚过程和方法传统点迹凝聚算法可以解决目标点迹的扩展与分裂，不同体制的雷达，在距离和方向上都会有扩展和分裂，对于点迹分裂分别在距离和方向上，虽然对于不同的雷达体制，对应的参数不同，所形成的回波图像也不同，但是基本点迹的处理与凝聚流程相同，其点迹处理和凝聚流程如图1所示。图1点迹凝聚流程上述流程中，先进行距离后进行方位上的分辨与归并，工程中也可先进行方位后进行距离上的分辨与归并，前一种方法简单明了顺序性强，后一种方法综合考虑了实际情况中点迹在距离单元上跨度较小在方位单元上跨度较大情况，两种方法都有各自的优点，本文选择第一种方法进行介绍。对于窄带雷达来说，当目标的大小大于雷达探测波在距离上的分辨力，则目标就会产生分裂，在距离上形成多个距离单元值，将距离单元临近或相差一定间隔的原始点合并到一起完成距离上的归并。由滑窗检测或动目标检测原理可知，经过信号处理后目标在方位上可能存在分裂现象，形成多个连续或间隔的过门限点，将距离单元相同，方位连续或间隔一定门限的所有原始点合并到一起完成目标方位上的归并。最后把经过距离和方位凝聚后形成的目标块通过质心法或其它凝聚算法进行目标信息提取，得到目标的方位、距离、幅度等信息，完成目标的点迹凝聚过程。a）距离凝聚距离凝聚处理的过程就是将相同脉冲上距离单元相邻或间隔一定值的所有过门限点凝聚成距离块，其凝聚过程示意图如图2所示：图2距离凝聚过程b）方位凝聚方位凝聚处理就是要根据上述距离凝聚的结果判断出属于同一个目标的点迹块，然后将其合并成一个目标块，其凝聚过程如图3所示。图3方位凝聚过程c）目标信息提取上图中红色虚线区域认为是一个目标的完整区域，综合考虑区域中各过门限点的方位、距离、幅度等信息，提取出目标的实际位置，如图4所示：图4目标信息提取图中，红色点迹所在位置为目标所在方位和距离。传统的计算目标位置的方法有质量中心法、几何中心法、最大值法等，这里不一一介绍，只介绍常用的质量中心法。三、点迹凝聚效果通过以上凝聚方法得到仿真和实际情况下的点迹凝聚效果如图5所示：图5点迹凝聚效果四、总结本文主要介绍了常规体制下点迹凝聚的处理过程和算法，可以为工程应用提供必要的参考，当然实际工程应用时还要综合考虑点迹尺寸、回波重叠、目标遮盖等特殊情况，应根据实际情况在此流程基础上做特殊处理，这里不再一一介绍。引用文件：[1]基于雷达视频的点迹凝聚方法及应用,赵琨[2]基于Power