雷达航迹处理算法及仿真平台设计与实现

摘要

随着战场环境日益复杂和干扰技术的快速发展，对雷达航迹处理的要求也越来越高，因此，准确、快速地实现航迹处理成为雷达数据处理的重要问题。本文结合科研项目，以组网雷达仿真系统为背景，研究了单部雷达数据的航迹处理，针对雷达航迹处理的各个环节，重点分析了雷达原始点迹预处理、航迹起始和航迹关联滤波三个重要部分，为设计与实现雷达航迹处理仿真平台提供理论依据。主要研究工作和取得的成果如下：
　　1、介绍了雷达航迹处理的基本功能和工程设计步骤，分析了关键环节相关波门的控制和跟踪滤波器的选取，根据实际工程提出航迹起始转向和多目标交叉误跟踪两个难点问题。
　　2、研究了航迹起始技术，首先介绍计算简单的直观法和工程上常用的逻辑法。在航迹跟踪中，目标机动转向时航迹容易发生丢失，针对此问题，本文在逻辑法的基础上重新设置相关波门、扩大方位和距离相关波门进行改进，仿真表明改进的逻辑算法能提高目标转向时航迹起始的正确率。
　　3、重点研究了航迹关联滤波算法，介绍了单目标跟踪的最近邻域关联滤波算法(NNSF)、概率数据关联滤波算法(PDAF)和多假设跟踪算法(MHT)，通过仿真分析得出 PDAF算法的单目标跟踪效果更好。针对多目标交叉运动分开后容易发生误跟踪而造成航迹交换的问题，在PDAF算法的基础上对相关概率进行改进，深入研究了多目标跟踪的联合概率数据关联滤波(JPDAF)算法，仿真表明 JPDAF算法很好地解决了多目标复杂交叉运动的情况。
　　4、设计了模块化、可扩展、易操作的雷达仿真平台，该平台包括通信模块、雷达数据计算模块、雷达信号处理模块和界面主控模块，其中雷达数据计算模块是本文的研究重点，采用上述改进算法对航迹数据进行处理；该平台可以通过对雷达部署参数进行修改，实现单部雷达扩展为多部雷达，模拟雷达组网中多部雷达从不同方位对目标的探测与跟踪，从而提高雷达航迹形成的质量，为后续工作提供可靠的航迹数据。最后，论文以多目标交叉运动为例，测试并验证了该平台的通用性和实用性，同时也验证了算法的有效性和可行性，为后续组网雷达的干扰和抗干扰技术研究提供了一个基础应用平台。

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第一章 绪论

1.1研究背景和意义

1.2国内外研究现状

1.3论文结构

第二章 雷达航迹处理基本功能

2.1项目背景和本文研究重点

2.2雷达航迹处理基本功能

2.3雷达航迹处理主要步骤

2.4实际工程问题

2.5本章小结

第三章 雷达航迹起始

3.1引言

3.2航迹起始步骤

3.3雷达原始点迹预处理

3.4经典航迹起始算法

3.5航迹起始转向问题和改进算法

3.6仿真分析

3.7本章小结

第四章 雷达航迹关联滤波

4.1航迹关联滤波步骤

4.2单目标航迹关联算法

4.3多目标航迹交换问题和改进算法

4.4航迹关联仿真分析

4.5本章小结

第五章 雷达航迹处理仿真系统设计与实现

5.1组网雷达仿真系统设计

5.2单部雷达仿真平台设计

5.3仿真平台模块化详细设计

5.4仿真平台实现

5.5本章小结

第六章 总结和展望

6.1工作总结

6.2工作展望

参考文献

致谢

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