雷達(dá)點(diǎn)跡凝聚技術(shù)

雷達(dá)點(diǎn)跡凝聚技術(shù)一、概述雷達(dá)數(shù)據(jù)處理技術(shù)一般主要完成多目標(biāo)跟蹤任務(wù)。但是對于目標(biāo)跟蹤，僅希望一個(gè)目標(biāo)只產(chǎn)生唯一代表其物理位置的點(diǎn)跡數(shù)據(jù)。事實(shí)上，某一目標(biāo)被雷達(dá)探測經(jīng)雷達(dá)天線所接收的目標(biāo)回波，經(jīng)信號處理后，一般情況下往往產(chǎn)生多個(gè)原始點(diǎn)跡數(shù)據(jù)，這就需要把屬于同一個(gè)目標(biāo)的多個(gè)原始點(diǎn)跡進(jìn)行歸并，最后采用某種計(jì)算方法，使一個(gè)目標(biāo)獲得唯一表征目標(biāo)物理位置的點(diǎn)跡數(shù)據(jù)，這個(gè)過程被稱為目標(biāo)點(diǎn)跡凝聚處理，也可以稱其為對原始點(diǎn)跡的預(yù)處理。目標(biāo)點(diǎn)跡凝聚處理為后續(xù)的目標(biāo)跟蹤提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，直接決定著航跡跟蹤質(zhì)量的好壞，是雷達(dá)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。二、點(diǎn)跡凝聚過程和方法傳統(tǒng)點(diǎn)跡凝聚算法可以解決目標(biāo)點(diǎn)跡的擴(kuò)展與分裂，不同體制的雷達(dá)，在距離和方向上都會有擴(kuò)展和分裂，對于點(diǎn)跡分裂分別在距離和方向上，雖然對于不同的雷達(dá)體制，對應(yīng)的參數(shù)不同，所形成的回波圖像也不同，但是基本點(diǎn)跡的處理與凝聚流程相同，其點(diǎn)跡處理和凝聚流程如圖1所示。圖1點(diǎn)跡凝聚流程上述流程中，先進(jìn)行距離后進(jìn)行方位上的分辨與歸并，工程中也可先進(jìn)行方位后進(jìn)行距離上的分辨與歸并，前一種方法簡單明了順序性強(qiáng)，后一種方法綜合考慮了實(shí)際情況中點(diǎn)跡在距離單元上跨度較小在方位單元上跨度較大情況，兩種方法都有各自的優(yōu)點(diǎn)，本文選擇第一種方法進(jìn)行介紹。對于窄帶雷達(dá)來說，當(dāng)目標(biāo)的大小大于雷達(dá)探測波在距離上的分辨力，則目標(biāo)就會產(chǎn)生分裂，在距離上形成多個(gè)距離單元值，將距離單元臨近或相差一定間隔的原始點(diǎn)合并到一起完成距離上的歸并。由滑窗檢測或動目標(biāo)檢測原理可知，經(jīng)過信號處理后目標(biāo)在方位上可能存在分裂現(xiàn)象，形成多個(gè)連續(xù)或間隔的過門限點(diǎn)，將距離單元相同，方位連續(xù)或間隔一定門限的所有原始點(diǎn)合并到一起完成目標(biāo)方位上的歸并。最后把經(jīng)過距離和方位凝聚后形成的目標(biāo)塊通過質(zhì)心法或其它凝聚算法進(jìn)行目標(biāo)信息提取，得到目標(biāo)的方位、距離、幅度等信息，完成目標(biāo)的點(diǎn)跡凝聚過程。a）距離凝聚距離凝聚處理的過程就是將相同脈沖上距離單元相鄰或間隔一定值的所有過門限點(diǎn)凝聚成距離塊，其凝聚過程示意圖如圖2所示：圖2距離凝聚過程b）方位凝聚方位凝聚處理就是要根據(jù)上述距離凝聚的結(jié)果判斷出屬于同一個(gè)目標(biāo)的點(diǎn)跡塊，然后將其合并成一個(gè)目標(biāo)塊，其凝聚過程如圖3所示。圖3方位凝聚過程c）目標(biāo)信息提取上圖中紅色虛線區(qū)域認(rèn)為是一個(gè)目標(biāo)的完整區(qū)域，綜合考慮區(qū)域中各過門限點(diǎn)的方位、距離、幅度等信息，提取出目標(biāo)的實(shí)際位置，如圖4所示：圖4目標(biāo)信息提取圖中，紅色點(diǎn)跡所在位置為目標(biāo)所在方位和距離。傳統(tǒng)的計(jì)算目標(biāo)位置的方法有質(zhì)量中心法、幾何中心法、最大值法等，這里不一一介紹，只介紹常用的質(zhì)量中心法。三、點(diǎn)跡凝聚效果通過以上凝聚方法得到仿真和實(shí)際情況下的點(diǎn)跡凝聚效果如圖5所示：圖5點(diǎn)跡凝聚效果四、總結(jié)本文主要介紹了常規(guī)體制下點(diǎn)跡凝聚的處理過程和算法，可以為工程應(yīng)用提供必要的參考，當(dāng)然實(shí)際工程應(yīng)用時(shí)還要綜合考慮點(diǎn)跡尺寸、回波重疊、目標(biāo)遮蓋等特殊情況，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況在此流程基礎(chǔ)上做特殊處理，這里不再一一介紹。引用文件：[1]基于雷達(dá)視頻的點(diǎn)跡凝聚方法及應(yīng)用,趙琨[2]基于Power