CN111366900A - 基于残差统计的跟踪雷达航迹质量评估方法、***及介质 - Google Patents

基于残差统计的跟踪雷达航迹质量评估方法、***及介质 Download PDF

Info

Publication number
CN111366900A
CN111366900A CN202010099525.0A CN202010099525A CN111366900A CN 111366900 A CN111366900 A CN 111366900A CN 202010099525 A CN202010099525 A CN 202010099525A CN 111366900 A CN111366900 A CN 111366900A
Authority
CN
China
Prior art keywords
innovation
track quality
statistics
track
error energy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010099525.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111366900B (zh
Inventor
张思霈
刘红明
郁文
王晓科
余科
赵智剑
罗晨
戴少怀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Institute of Electromechanical Engineering
Original Assignee
Shanghai Institute of Electromechanical Engineering
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Institute of Electromechanical Engineering filed Critical Shanghai Institute of Electromechanical Engineering
Priority to CN202010099525.0A priority Critical patent/CN111366900B/zh
Publication of CN111366900A publication Critical patent/CN111366900A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111366900B publication Critical patent/CN111366900B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/40—Means for monitoring or calibrating
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/30—Computing systems specially adapted for manufacturing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

本发明提供了一种基于残差统计的跟踪雷达航迹质量评估方法、***及介质，包括：步骤1：计算单采样周期目标跟踪回路中单一参量的归一化新息量；步骤2：根据归一化新息量迭代统计计算当前时刻的误差能量；步骤3：对误差能量进行处理，求得航迹质量值。本发明充分考虑了雷达残差与误差的相关关系，基于残差统计的雷达航迹质量评估算法明显提高了航迹质量的正确性，具有较强的军事应用价值。

Description

基于残差统计的跟踪雷达航迹质量评估方法、***及介质
技术领域
本发明涉及雷达技术领域，具体地，涉及一种基于残差统计的跟踪雷达航迹质量评估方法、***及介质。
背景技术
现代雷达对目标的探测和跟踪，力求稳定地、准确地获取目标的位置、速度等参数。而为了直观地判断跟踪是否稳定，以及为了提高这种稳定性，引入航迹质量评估值作为探测报文中的一个标识参量。当获得了多部雷达的航迹质量值以后，还可用于后续数据级的信息融合等，对于探测跟踪能力的增强具有重要意义。
传统的雷达航迹质量评估方法只是简单地定义一组固定的数值范围，在成功获取目标航迹和丢失目标时分别进行加“1”和减“1”处理，有时并不能真实反映某段时间内跟踪航迹的稳定性和良好程度，效果并不理想。文献《一种基于三坐标雷达的点迹凝聚方法》(雷达与对抗，2013，Vol.33，No.4，pp：46-50)中，提出了利用多个距离/方位/俯仰统计单元及其幅度统计特性，计算各个维度的检测凝聚质量，即点迹质量。该种点迹质量须进行信号级的处理，多用于搜索雷达中。有专利将点迹质量评估用于雷达标定，其点迹质量值并非迭代求解计算的，是二值化的点迹质量。有文献提出了利用熵权法对距离、多普勒、频率等维度进行加权的点迹(或航迹)质量评估算法，其在计算点迹质量的过程中是取的观测距离差、多普勒差、频差中的最小值，这样并不能准确地反映点迹(或航迹)的优劣。上述方法都无法获知点迹的信噪比和精度的大致状况，便无法进行雷达跟踪通道或跟踪数据源的切换、提高航迹精度和稳定性。在这种情况下，提高雷达航迹质量评估的准确性成为当前多雷达组网形势下单部雷达所面临的重要问题。本专利即基于此需求提出。
专利文献CN108896973A(申请号：201810770463.4)公开了一种雷达数据的标定方法、点迹质量评估方法、存储介质。通过雷达数据的标定方法对应的实施例提供的：对初始航迹信息进行分割处理，得到分割航迹信息，对分割航迹信息进行过滤处理，得到过滤航迹信息，在根据过滤航迹信息和ADS-B数据信息确定判断结果后，根据判断结果对目标航迹点进行选取，并根据目标航迹点和点迹信息确定标定结果的技术方案。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于残差统计的跟踪雷达航迹质量评估方法、***及介质。
根据本发明提供的基于残差统计的跟踪雷达航迹质量评估方法，包括：
步骤1：计算单采样周期目标跟踪回路中单一参量的归一化新息量；
步骤2：根据归一化新息量迭代统计计算当前时刻的误差能量；
步骤3：对误差能量进行处理，求得航迹质量值。
优选地，所述步骤1中，归一化新息量的计算公式为：
Figure BDA0002386409500000021
其中，uji为第i个快拍第j个新息参量的值(j＝1，2，3)；第Uj0为第j个新息参量的最大范围；ξji的取值范围为[-1，1]。
优选地，所述步骤2中，计算误差能量δji的表达式为：
Figure BDA0002386409500000022
其中α为迭代求解过程的控制系数，调整当前时刻和历史时刻的新息值在误差能量中所占比例。
优选地，所述步骤3中，航迹质量φji的计算公式为：
φji＝1-δji
其中，φji实时更新，表示当前时刻以及前一段时间里，目标航迹斜距、方位角、俯仰角的稳定性水准。
根据本发明提供的基于残差统计的跟踪雷达航迹质量评估***，包括：
模块M1：计算单采样周期目标跟踪回路中单一参量的归一化新息量；
模块M2：根据归一化新息量迭代统计计算当前时刻的误差能量；
模块M3：对误差能量进行处理，求得航迹质量值。
优选地，所述模块M1中，归一化新息量的计算公式为：
Figure BDA0002386409500000031
其中，uji为第i个快拍第j个新息参量的值(j＝1，2，3)；第Uj0为第j个新息参量的最大范围；ξji的取值范围为[-1，1]。
优选地，所述模块M2中，计算误差能量δji的表达式为：
Figure BDA0002386409500000032
其中α为迭代求解过程的控制系数，调整当前时刻和历史时刻的新息值在误差能量中所占比例。
优选地，所述模块M3中，航迹质量φji的计算公式为：
φji＝1-δji
其中，φji实时更新，表示当前时刻以及前一段时间里，目标航迹斜距、方位角、俯仰角的稳定性水准。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明充分考虑了雷达残差与误差的相关关系，基于残差统计的雷达航迹质量评估算法明显提高了航迹质量的正确性，具有较强的军事应用价值。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是某雷达跟踪目标处于平直飞行段时，采用本发明实施例提供的航迹质量评估算法得到的航迹质量值和采用现有航迹质量评估算法得到的目标航迹质量值的对比图。
图2是某雷达跟踪目标处于平直飞行段时对应的信噪比变化图。
图3是某雷达跟踪目标处于机动飞行段时，采用本发明实施例提供的航迹质量评估算法得到的航迹质量值和采用现有航迹质量评估算法得到的目标航迹质量值的对比图。
图4是某雷达跟踪目标处于机动飞行段时对应的信噪比变化图。
图5是雷达跟踪目标处于机动飞行段时，采用本发明实施例提供的航迹质量评估算法得到的距离维航迹质量值和距离维跟踪精度的对比图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明实施例提供的基于残差统计的雷达航迹质量评估算法，包括：
步骤一、计算单采样周期目标跟踪回路中单一参量的归一化新息量；所述新息量的计算公式为：
Figure BDA0002386409500000041
其中，uji为第i个快拍第j个新息参量的值(j＝1，2，3)；第Uj0为第j个新息参量的最大范围；ξji的取值范围为[-1，1]。
步骤二、根据单采样周期的新息量迭代统计计算求得当前时刻的误差能量；所述误差能量的计算公式为：
Figure BDA0002386409500000042
其中，α为该迭代求解过程的控制系数，用于调整当前时刻和历史时刻的新息值在误差能量中所占比例。
步骤三、对误差能量进行简单处理，求得航迹质量值。航迹质量φji的表达式为：
φji＝1-δji。
在一个实施例中，目标为平直飞行状态，迭代调整参数α取值0.05。斜距、方位角、俯仰角三个维度的新息参量的最大范围依次取为150m、0.25°、0.25°，采用本发明实施例提供的航迹质量评估算法和采用现有航迹质量评估算法得到的航迹质量值的对比如图1所示，其对应的信噪比变化图如图2所示。其中线b为采用现有航迹质量评估算法得到的目标航迹质量值，线a为采用本发明实施例提供的航迹质量评估算法得到的目标航迹质量值；
在另一个实施例中，目标为机动飞行状态，迭代调整参数α取值0.05。斜距、方位角、俯仰角三个维度的新息参量的最大范围依次取为150m、0.25°、0.25°，计算目标的位置，采用本发明实施例提供的航迹质量评估算法和采用现有航迹质量评估算法得到的航迹质量对比如图3所示，其对应的信噪比变化图如图4所示。图5反映了本发明实施例中航迹质量评估值和对应的距离维精度的对照关系，精度恶化后，航迹质量经过短暂的滞后而变差。结合参考图1～5，采用本发明实施例所提供的方案可以有效提高目标航迹质量评估的正确性和实用性。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的***、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的***、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的***、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (9)

1.一种基于残差统计的跟踪雷达航迹质量评估方法，其特征在于，包括：
步骤1：计算单采样周期目标跟踪回路中单一参量的归一化新息量；
步骤2：根据归一化新息量迭代统计计算当前时刻的误差能量；
步骤3：对误差能量进行处理，求得航迹质量值。
2.根据权利要求1所述的基于残差统计的跟踪雷达航迹质量评估方法，其特征在于，所述步骤1中，归一化新息量的计算公式为：
Figure FDA0002386409490000011
其中，uji为第i个快拍第j个新息参量的值(j＝1，2，3)；第Uj0为第j个新息参量的最大范围；ξji的取值范围为[-1，1]。
3.根据权利要求1所述的基于残差统计的跟踪雷达航迹质量评估方法，其特征在于，所述步骤2中，计算误差能量δji的表达式为：
Figure FDA0002386409490000012
其中α为迭代求解过程的控制系数，调整当前时刻和历史时刻的新息值在误差能量中所占比例。
4.根据权利要求1所述的基于残差统计的跟踪雷达航迹质量评估方法，其特征在于，所述步骤3中，航迹质量φji的计算公式为：
φji＝1-δji
其中，φji实时更新，表示当前时刻以及前一段时间里，目标航迹斜距、方位角、俯仰角的稳定性水准。
5.一种基于残差统计的跟踪雷达航迹质量评估***，其特征在于，包括：
模块M1：计算单采样周期目标跟踪回路中单一参量的归一化新息量；
模块M2：根据归一化新息量迭代统计计算当前时刻的误差能量；
模块M3：对误差能量进行处理，求得航迹质量值。
6.根据权利要求5所述的基于残差统计的跟踪雷达航迹质量评估方法，其特征在于，所述模块M1中，归一化新息量的计算公式为：
Figure FDA0002386409490000021
其中，uji为第i个快拍第j个新息参量的值(j＝1，2，3)；第Uj0为第j个新息参量的最大范围；ξji的取值范围为[-1，1]。
7.根据权利要求5所述的基于残差统计的跟踪雷达航迹质量评估方法，其特征在于，所述模块M2中，计算误差能量δji的表达式为：
Figure FDA0002386409490000022
其中α为迭代求解过程的控制系数，调整当前时刻和历史时刻的新息值在误差能量中所占比例。
8.根据权利要求5所述的基于残差统计的跟踪雷达航迹质量评估方法，其特征在于，所述模块M3中，航迹质量φji的计算公式为：
φji＝1-δji
其中，φji实时更新，表示当前时刻以及前一段时间里，目标航迹斜距、方位角、俯仰角的稳定性水准。
9.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4中任一项所述的方法的步骤。
CN202010099525.0A 2020-02-18 2020-02-18 基于残差统计的跟踪雷达航迹质量评估方法、***及介质 Active CN111366900B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010099525.0A CN111366900B (zh) 2020-02-18 2020-02-18 基于残差统计的跟踪雷达航迹质量评估方法、***及介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010099525.0A CN111366900B (zh) 2020-02-18 2020-02-18 基于残差统计的跟踪雷达航迹质量评估方法、***及介质

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111366900A true CN111366900A (zh) 2020-07-03
CN111366900B CN111366900B (zh) 2023-04-28

Family

ID=71204273

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010099525.0A Active CN111366900B (zh) 2020-02-18 2020-02-18 基于残差统计的跟踪雷达航迹质量评估方法、***及介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111366900B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112255612A (zh) * 2020-11-03 2021-01-22 中国电子科技集团公司第二十八研究所 一种雷达航迹随机抖动性评估方法
CN114047492A (zh) * 2021-11-09 2022-02-15 南京理工大学 一种两维相控阵雷达搜索模式和跟踪模式自动切换方案
CN115825912A (zh) * 2023-01-09 2023-03-21 南京隼眼电子科技有限公司 一种雷达信号处理方法、装置及存储介质

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5506817A (en) * 1995-05-25 1996-04-09 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Enhanced adaptive statistical filter providing sparse data stochastic mensuration for residual errors to improve performance for target motion analysis noise discrimination
CN103927546A (zh) * 2014-03-27 2014-07-16 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种计算目标跟踪精度的方法
CN104155650A (zh) * 2014-08-14 2014-11-19 电子科技大学 一种基于熵权值法点迹质量评估的目标跟踪方法
CN104215977A (zh) * 2014-09-09 2014-12-17 泰斗微电子科技有限公司 一种基于卫星导航***的精度评估方法及***
CN107942293A (zh) * 2017-10-30 2018-04-20 中国民用航空总局第二研究所 机场场面监视雷达的点迹处理方法及***
CN108896973A (zh) * 2018-07-13 2018-11-27 北京无线电测量研究所 雷达数据的标定方法、点迹质量评估方法、存储介质
CN109143224A (zh) * 2018-08-28 2019-01-04 中国电子科技集团公司第三十六研究所 一种多目标关联方法和装置
CN109242810A (zh) * 2018-09-14 2019-01-18 南京林业大学 一种城镇扩展遥感监测及城镇质量评价方法
CN110044356A (zh) * 2019-04-22 2019-07-23 北京壹氢科技有限公司 一种通信拓扑切换下分布式协同目标跟踪方法
CN110490412A (zh) * 2019-07-12 2019-11-22 广西电网有限责任公司电力科学研究院 一种电力***动态等值误差评估方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5506817A (en) * 1995-05-25 1996-04-09 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Enhanced adaptive statistical filter providing sparse data stochastic mensuration for residual errors to improve performance for target motion analysis noise discrimination
CN103927546A (zh) * 2014-03-27 2014-07-16 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种计算目标跟踪精度的方法
CN104155650A (zh) * 2014-08-14 2014-11-19 电子科技大学 一种基于熵权值法点迹质量评估的目标跟踪方法
CN104215977A (zh) * 2014-09-09 2014-12-17 泰斗微电子科技有限公司 一种基于卫星导航***的精度评估方法及***
CN107942293A (zh) * 2017-10-30 2018-04-20 中国民用航空总局第二研究所 机场场面监视雷达的点迹处理方法及***
CN108896973A (zh) * 2018-07-13 2018-11-27 北京无线电测量研究所 雷达数据的标定方法、点迹质量评估方法、存储介质
CN109143224A (zh) * 2018-08-28 2019-01-04 中国电子科技集团公司第三十六研究所 一种多目标关联方法和装置
CN109242810A (zh) * 2018-09-14 2019-01-18 南京林业大学 一种城镇扩展遥感监测及城镇质量评价方法
CN110044356A (zh) * 2019-04-22 2019-07-23 北京壹氢科技有限公司 一种通信拓扑切换下分布式协同目标跟踪方法
CN110490412A (zh) * 2019-07-12 2019-11-22 广西电网有限责任公司电力科学研究院 一种电力***动态等值误差评估方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
丁海龙等: "基于多雷达组网IMM-GMPHDF的机动多目标检测跟踪", 《火力与指挥控制》 *
刘晓阳等: "基于单目标双站测距的改进型三角定位法", 《火力与指挥控制》 *
司锡才等: "数据关联算法的研究", 《哈尔滨工程大学学报》 *
陈帅等: "基于跟踪质量熵的分布式组网雷达航迹融合算法", 《电光与控制》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112255612A (zh) * 2020-11-03 2021-01-22 中国电子科技集团公司第二十八研究所 一种雷达航迹随机抖动性评估方法
CN112255612B (zh) * 2020-11-03 2024-02-13 中国电子科技集团公司第二十八研究所 一种雷达航迹随机抖动性评估方法
CN114047492A (zh) * 2021-11-09 2022-02-15 南京理工大学 一种两维相控阵雷达搜索模式和跟踪模式自动切换方案
CN115825912A (zh) * 2023-01-09 2023-03-21 南京隼眼电子科技有限公司 一种雷达信号处理方法、装置及存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN111366900B (zh) 2023-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111366900B (zh) 基于残差统计的跟踪雷达航迹质量评估方法、***及介质
CN107045125B (zh) 一种基于预测值量测转换的交互多模型雷达目标跟踪方法
CN107576959B (zh) 一种基于区域映射解模糊的高重频雷达目标检测前跟踪方法
CN111239704B (zh) 大气探测雷达信号识别方法、装置、设备及介质
EP3671272A1 (en) Vehicle sensor fusion based on fuzzy sets
CN110058222B (zh) 一种基于传感器选择的双层粒子滤波检测前跟踪方法
CN103047982A (zh) 基于角度信息的目标自适应跟踪方法
CN108490409A (zh) 基于航迹风险评估的三坐标雷达自动起始方法
CN115508824A (zh) 多目标大数据关联融合跟踪方法及***
CN111707997A (zh) 雷达目标跟踪方法、装置、电子设备及存储介质
CN105223559B (zh) 一种可并行切换的远程雷达航迹起始方法
CN109263649B (zh) 车辆及其自动驾驶模式下的物体识别方法和物体识别***
CN111142101B (zh) 一种数据关联方法
CN117075097B (zh) 一种基于扩展目标簇划分的海事雷达目标跟踪方法及***
CN110940973B (zh) 一种用于雷达目标检测的角度测量方法及装置
Bi et al. Improved multi-target radar TBD algorithm
CN108828584B (zh) 基于航迹折叠因子解模糊的多重频目标检测前跟踪方法
CN113192110A (zh) 多目标跟踪方法、装置、设备及存储介质
CN103235315A (zh) 一种多机动目标跟踪***
CN114488104B (zh) 基于交互一致性的天波超视距雷达目标跟踪方法
KR102361816B1 (ko) 표적 탐지 방법 및 기록 매체
JP2004219300A (ja) 目標追尾装置
CN111123235B (zh) 一种导航雷达的静止目标的确定方法及装置
CN113777601A (zh) 一种基于特征的目标跟踪优化方法、装置和存储介质
CN113946955A (zh) 基于融合中心反馈信息的多目标贝叶斯波达方向估计方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant