专利名称：一种确定空中目标航迹的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及空中目标航迹的辨识技术，特别涉及一种确定空中目标航迹的方法及
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背景技术：
在现代高科技战争中，为了给跟踪系统、指挥系统等提供可靠的目标信息，要求探测系统对空中目标的航迹能尽可能准确的进行确定，只有准确的发现目标、跟踪目标和锁定目标，才能有效地实施攻击，因此，对确定空中目标航迹的探索和研究，对确定空中目标航迹技术具有深远的意义。确定航迹的主要作用为，在多目标的情况下，对雷达的测量信号进行辨识与归一，进而，可以为指挥控制系统提供有效的决策依据，或者，为火力分配提供目标的航迹，还可以为火力单元的跟踪系统提供引导信息。现有技术中，确定航迹的方法主要有两种一种是批处理方法，具体为雷达扫描一周后，把测量到的目标的数据进行统一处理。该方法的优点是精度高，并且可以做到全局优化；该方法的缺点是延迟时间长，也就是说，雷达发现一批目标到最后输出该批目标之间的时间间隔为雷达扫描一周所需的时间T，则延迟时间为T，延迟时间较长，因此，难以满足C4I系统战技指标的要求。另一种是数据流方法，具体为雷达发现一批目标就确定一次。该方法的优点是延迟时间较�。桓梅椒ǖ娜钡闶蔷鹊�。
发明内容
本发明实施例提供一种确定空中目标航迹的方法及装置，用以解决不能同时满足延迟时间小与辨识精度高的问题。一种确定空中目标航迹的方法，包括设定空中目标运动模型；至少获取预设的雷达测量噪声参数，并至少根据所述雷达测量噪声参数，基于所述空中目标运动模型获得动态的空中目标在不同时刻的探测点；依次针对每一个探测点进行相关性测试，其中，针对任意一个探测点，若该探测点的相关性测试目标函数取最小值时，该探测点与各条指定航迹的距离中最小加权值对应的距离为该探测点与目标航迹的距离，则判定所述任意一个探测点为新的目标点，其中，所述目标航迹为之前已选定的各目标点连成的航迹；将判断的所述新的目标点与目标航迹进行连接以确定所述空中目标的航迹。一种确定空中目标航迹的装置，包括确定单元，用于设定空中目标运动模型；获取单元，用于至少获取预设的雷达测量噪声参数，并至少根据所述雷达测量噪声参数，基于所述空中目标运动模型获得动态的空中目标在不同时刻的探测点；
判定单元，用于依次针对每一个探测点进行相关性测试，其中，针对任意一个探测点，若该探测点的相关性测试目标函数取最小值时，该探测点与各条指定航迹的距离中最小加权值对应的距离为该探测点与目标航迹的距离，则判定所述任意一个探测点为新的目标点，其中，所述目标航迹为之前已选定的各目标点连成的航迹；连接单元，用于将判断的所述新的目标点与目标航迹进行连接以确定所述空中目标的航迹。本发明实施例中，先设定空中目标运动模型；然后，至少获取预设的雷达测量噪声参数，并至少根据雷达测量噪声参数，在空中目标运动模型的基础上获得动态的空中目标在不同时刻的探测点；然后，再依次针对每一个探测点进行相关性测试，其中，对任意一个探测点进行相关性测试时，若该探测点的相关性测试目标函数取最小值时，该探测点与各条指定航迹的距离中最小加权值对应的距离为该探测点与目标航迹的距离，则判定该任意一个探测点为新的目标点，其中，目标航迹为之前已选定的各目标点连成的航迹；最后，将判断的新的目标点与目标航迹进行连接以确定空中目标的航迹，这样，降低了雷达发现一批目标到最后输出该批目标之间的时间间隔，也就是说，降低了时延，并提高了确定的目标航迹的准确性。
图1为本发明实施例中雷达的结构示意图；图2为本发明实施例中雷达确定空中目标航迹的流程图。
具体实施例方式
为了降低雷达发现一批目标到最后输出该批目标之间的时间间隔，提高确定目标航迹的准确性，本发明实施例中，先设定空中目标运动模型，然后，至少获取预设的雷达测量噪声参数，并至少根据雷达测量噪声参数，在空中目标运动模型的基础上获得动态的空中目标在不同时刻的探测点，然后，再依次针对每一个探测点进行相关性测试，其中，对任意一个探测点进行相关性测试时，若该探测点的相关性测试目标函数取最小值时，该探测点与各条指定航迹的距离中最小加权值对应的距离为该探测点与目标航迹的距离，则判定该任意一个探测点为新的目标点，其中，目标航迹为之前已选定的各目标点连成的航迹；最后，将判断的新的目标点与目标航迹进行连接以确定空中目标的航迹，这样，降低了雷达发现一批目标到最后输出该批目标之间的时间间隔，也就是说，降低了时延，并提高了确定的目标航迹的准确性。参阅图1所示，本发明实施例中，雷达包括确定单元10、获取单元11、判定单元12和连接单元13，其中，确定单元10，用于设定空中目标运动模型；获取单元11，用于至少获取预设的雷达测量噪声参数，并至少根据雷达测量噪声参数，基于空中目标运动模型获得动态的空中目标在不同时刻的探测点；判定单元12，用于依次针对每一个探测点进行相关性测试，其中，针对任意一个探测点，若该探测点的相关性测试目标函数取最小值时，该探测点与各条指定航迹的距离中最小加权值对应的距离为该探测点与目标航迹的距离，则判定该任意一个探测点为新的目标点，其中，目标航迹为之前已选定的各目标点连成的航迹；连接单元13，用于将判断的新的目标点与目标航迹进行连接以确定空中目标的航迹。基于上述技术方案，参阅图2所示，本发明实施例中，雷达确定空中目标航迹的详细流程如下步骤200 :设定空中目标运动模型。本发明实施例中，在确定空中目标航迹的初级阶段，要先设定空中目标运动模型，在设定空中目标运动模型时，认为目标巡航时的运动是匀速直线运动与大气扰动等随机因素引起的随机运动，并且，在建立目标运动模型时，不考虑目标的高度变化，则空中目标的运动可以用直角坐标系下的四维离散状态方程来表示，具体如公式一所示
Xi(k+1) = O * X^^+U^k) (公式一)其中，Xi (k)如公式二所示，O如公式三所示Xf (k) = [Xn(k),X,2(k),Xl3(k),Xl4(ky](公式二)
_1 r 0 0_
010 0# =(公式三)
00 I r 、
00 0 1其中，i表示雷达测量到的第i批目标；Xn，Xi2*别表示X方向的位置和速度；Xi3，Xi4分别表示Y方向的位置和速度；T为雷达测量时的扫描周期；Ui(k)为由于大气扰动的因素造成的随机误差项，本发明实施例中，假定它是均值为零、方差为QiGO的高斯白噪声。步骤210 :至少获取预设的雷达测量噪声参数，并至少根据雷达测量噪声参数，基于空中目标运动模型获得动态空中目标在不同时刻的探测点。公式一为理想情况下空中目标的运动状态，在实际应用中，雷达在探测空中目标的巡航状态时，雷达测量噪声等会对探测到的空中目标的巡航状态产生影响，较佳的，为了表达雷达实际探测到的空中目标的巡航状态，本发明实施例中，雷达探测到的空中目标的运动状态如公式四所示Zi (k) = H Xi (k) +Vi (k) (公式四)其中，ZiGO为雷达在k时刻探测到的第i批目标的坐标；H为雷达的传递函数；Vi(k)为雷达的测量噪声，在本发明实施例中，也假设为高斯白噪声，ViGO具体如公式五所示
wm=oEW1 (k) VtT (7)] = R1 {k)8k,(公式五)
EW^k)Q i ^j其中，E表示求均值；5 kl为方差系数，具体如公式六所示
权利要求
1.一种确定空中目标航迹的方法，其特征在于，包括 设定空中目标运动模型； 至少获取预设的雷达测量噪声参数，并至少根据所述雷达测量噪声参数，基于所述空中目标运动模型获得动态的空中目标在不同时刻的探测点； 依次针对每一个探测点进行相关性测试，其中，针对任意一个探测点，若该探测点的相关性测试目标函数取最小值时，该探测点与各条指定航迹的距离中最小加权值对应的距离为该探测点与目标航迹的距离，则判定所述任意一个探测点为新的目标点，其中，所述目标航迹为之前已选定的各目标点连成的航迹； 将判定的所述新的目标点与目标航迹进行连接以确定所述空中目标的航迹。
2.如权利要求I所述的方法，其特征在于，针对任意一个探测点，在基于所述空中目标运动模型获得该探测点之后，对该探测点进行相关性测试之前，还包括 根据滤波模型对获得的所述任意一个探测点进行优化。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据滤波模型对获得的任意一个探测点进行优化，包括 根据卡尔曼滤波模型对获得的所述任意一个探测点进行优化；或者， 根据自适应滤波模型对获得的所述任意一个探测点进行优化。
4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，针对任意一个探测点进行相关性测试的过程中，先将所述任意一个探测点与各条航迹进行粗相关性测试，若所述任意一个探测点与一条航迹具有相关性且所述航迹为目标航迹，则直接判定所述任意一个探测点为新的目标点；若所述任意一个探测点与至少两条航迹具有相关性且所述至少两条航迹中至少有一条为目标航迹，则进一步确定所述任意一个探测点的相关性测试目标函数取最小值时，该探测点与各条指定航迹的距离中最小加权值对应的距离是否为该探测点与目标航迹的距离，若是，则判定所述任意一个探测点是新的目标点；否则，判定所述任意一个探测点不是新的目标点。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述先将所述任意一个探测点与各条航迹 进行粗相关性测试，包括 所述任意一个探测点与任意一条航迹进行粗相关性测试时，以每一个航迹上的当前的最后一个探测点为中心，分别以T*Vmin和T*Vmax建立圆Cl与圆C2，当所述任意一个探测点落在圆Cl与圆C2所组成的圆环中，则确定所述任意一个探测点与所述任意一条航迹具有相关性，其中，T为雷达的扫描周期，Vmin为空中目标的最小运行速度，Vmax为空中目标的最大运行速度。
6.一种确定空中目标航迹的装置，其特征在于，包括 确定单元，用于设定空中目标运动模型； 获取单元，用于至少获取预设的雷达测量噪声参数，并至少根据所述雷达测量噪声参数，基于所述空中目标运动模型获得动态的空中目标在不同时刻的探测点； 判定单元，用于依次针对每一个探测点进行相关性测试，其中，针对任意一个探测点，若该探测点的相关性测试目标函数取最小值时，该探测点与各条指定航迹的距离中最小加权值对应的距离为该探测点与目标航迹的距离，则判定所述任意一个探测点为新的目标点，其中，所述目标航迹为之前已选定的各目标点连成的航迹；连接单元，用于将判断的所述新的目标点与目标航迹进行连接以确定所述空中目标的航迹。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括优化单元，用于根据滤波模型对获得的所述任意一个探测点进行优化。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述优化单元具体用于 根据卡尔曼滤波模型对获得的所述任意一个探测点进行优化；或者， 根据自适应滤波模型对获得的所述任意一个探测点进行优化。
9.如权利要求6-8任一项所述的装置，其特征在于，所述判定单元进一步用于 针对任意一个探测点，所述任意一个探测点先与各条航迹进行粗相关性测试，若所述任意一个探测点与一条航迹具有相关性且所述航迹为目标航迹，则直接判定所述任意一个探测点为新的目标点；若所述任意一个探测点与至少两条航迹具有相关性且所述至少两条航迹中至少有一条为目标航迹，则进一步确定若该探测点的相关性测试目标函数取最小值时，该探测点与各条指定航迹的距离中最小加权值对应的距离是否为该探测点与目标航迹的距离，若是，则判定所述任意一个探测点是新的目标点；否则，判定所述任意一个探测点不是新的目标点。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述判定单元具体用于 所述任意一个探测点与任意一条航迹进行粗相关性测试时，以每一个航迹上的最近探测到的探测点为中心，分别以1'轉_和T*V_建立圆Cl与圆C2，当所述任意一个探测点落在圆Cl与圆C2所组成的圆环中，则确定所述任意一个探测点与所述任意一条航迹具有相关性，其中，T为雷达的扫描周期，Vmin为空中目标的最小运行速度，Vmax为空中目标的最大运行速度。
全文摘要
本发明涉及空中目标航迹的辨识技术，公开了一种确定空中目标航迹的方法及装置，该方法为设定空中目标运动模型；然后，基于空中目标运动模型获得动态的空中目标在不同时刻的探测点；然后，再依次针对每一个探测点进行相关性测试，其中，针对任意一个探测点，若该探测点的相关性测试目标函数取最小值时，该探测点与各条指定航迹的距离中最小加权值对应的距离为该探测点与目标航迹的距离，则判定该任意一个探测点为新的目标点；最后，将判断的新的目标点与目标航迹进行连接以确定空中目标的航迹，这样，降低了时延，并提高了确定的目标航迹的准确性。
文档编号G01S13/58GK102981160SQ20121044502
公开日2013年3月20日 申请日期2012年11月8日 优先权日2012年11月8日
发明者李文伟, 孙勇, 李广运, 刘静, 黄丹, 孟红, 何圣华, 薛姬荣, 李增路, 易中凯, 冯源, 田建辉, 杨建 , 王建峰, 李瑞英, 陶化成 申请人:中国兵器科学研究院
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