航迹分区处理的实现方法

1、航迹分区处理的实现方法张海君（汉光机械厂，河北邯郸056028 ）摘 要：本文讨论的是在搜索雷达分扇区录取目标点迹的前提下，完成目标航迹建立的问题。本文通过延迟半个扇区处 理的方法，有效避免了目标因跨扇区飞行所产生的航迹重新建立问题。在航迹处理过程中，本文将航迹分类处理，有效的解 决航路交叉问题，同时又利于计算机程序的实现。关键词：航迹处理；点迹；扇区中图分类号：G303A Method for realizing Traces Processing by division(Hanguang Machinery Factory, Handan 056028, Ch)inaAbstract： T

2、his paper discusses the problem of Traces Processing when the search radar gets Targets Dots that is from the same sector. Through delaying half sector to dispose, the method of this paper explains effectively prevents re-establishing tracks when the targets fly across the sector. This paper divides

3、 tracks into different kind to dispose for effective solution route of cross-cutting issues which is easy to realize by computer program.Key words: Traces Processing; Targets Dots; sectcf1引言由于战术和技术上的原因，搜索雷达的天线旋 转不可能很快，大部分搜索雷达的转速为30r/min、 60r/min、90r/min，这使得搜索雷达对目标的采样周 期较长。所以，在进行航迹处理的时候，并不是将 搜索雷达扫描一周

4、后所捕获的点迹传给航迹处理计 算机进行航迹处理，而是人为的将搜索雷达旋转一作者简介：张海君（1981-），男，辽宁凌源人，硕士，从 事运筹与控制研究。周，平均分成n个扇区，n 一般取8、12、16或24, 每个扇区称之为扇区，分别记为0扇区，1扇区， n 1扇区，如图1，以此保证航迹处理的实时性， 及时的对跟踪设备进行目标指示。在搜索雷达工作过程中，当其对k扇区进行扫 描的同时，会把在扫描(k + n - 1)%n扇区所获得的 目标点迹数据传给航迹处理计算机，进行航迹处理。 本文主要讨论的是：在航迹处理计算机顺序获得搜 索雷达传送来的各个扇区录取到的多目标点迹信息 的情况下，完成目标航迹的建立

5、。2航迹处理中所使用的方法在处理过程中，只对预测点落在处理区域的航 迹进行处理，这样能有效的防止目标跨扇区运动时 产生的航路重复建立和撤消现象，具体的实现方法 见下文的航迹处理的实现过程。2.2最小二乘滤波对目标的航迹进行滤波的目的主要是为了对目标在下1个扫描周期可能出现的位置进行预测，2.1半扇区的延迟处理所以为了实现预测的目的，我们至少要知道目标的适应目标机动。在直角坐标系下，以适应目标机动。在直角坐标系下，以x轴为例，滤当航迹处理计算机第1次接受到某扇区的点迹 集合，将这个集合记为R1，并将其保存到航迹处 理计算机中，此时将航迹处理计算机中存放的点迹 集合记为A1，知A1 = R1。将上

6、一个扇区的角分 线记为L，它的方位角记为a，如图2。图中阴影 区的角度等于扇区角度的一半，并称阴影区为处理 区域b。1虹。图2扇区录取图1当航迹处理计算机第k次获得某扇区的点迹集 合，将这个集合记为Rk，将其保存到航迹处理计 算机中，将第k-1次和第k次的点迹集合作为一个 集合，记为Ak，如图3。图中阴影区的角度等于两 个扇区各自一半之和，并称阴影区为处理区域bk。两个点迹，才能对目标在下1个扫描周期可能出现 的位置进行预测。一般在航迹处理计算机中，最多 保存着目标航迹最新的5个点迹信息，所以对目标 进行预测的时候是在已知25点迹的前提下进行。这样，既能对目标起到滤波预测的作用，同时还能波公式

7、为:-TAx + i(i + 1) Bx6 A + 12 Bi(i -1) x i(i2 -1) x其中 A =x.，B =jx.，i = 2,3,4,5。 TOC o 1-5 h z j=1j=12.3双波门检测在最小二乘意义下，目标在搜索雷达下一个扫 描周期的预测值在直角坐标中为(xyc ,hyc,hyc)， i+1i+1i+1其中 xyc = x + V X T， yyc = y + V X T， j+1i ii+1i xihyc = h + V xT，T为雷达扫描周期，转化为 i+1i hi球坐标为(dyc , pyc , 8yc )。一般搜索雷达给出的是 i+1i+1 i+1在球坐标

8、下的目标坐标，设雷达在距离、方位和高 低上的量测误差为bd(i)，bp(i)和气。使用双波门检测，就是首先以预测点为中心，4倍的量测误差内检测是否存在点迹4b 4b (i)4b (i)4b (i)86b (i)6b (i)6b (i)8d - dyci+1b-P yci+18 一 8 ycIi+1若无点迹，则在6倍量测误差内检测d 一 dyci+1P-P yci+18 - 8 ycIi+1这里没有考虑预测误差，故两个波门系数直接选取 为4倍和6倍的量测误差，这样计算起来比较方便; 若要考虑预测误差，波门系数一般选取为3倍和5 倍的预测误差与量测误差之和。2.4航迹质量要评估一个航迹的质量，就需

9、要建立航迹的质 量指标，并利用它较客观地描述航迹从建立到终结 的整个寿命期间每一个扫描周期航迹质量的演变过 程，这是一种实时性描述。这个质量指标可以简单 一个航迹质量计数器，航迹的第一个点迹计1分， 航迹的第二个点迹计2分，以后点迹与航迹正常相 关一次，质量计数器加2分；当r(k) 4时，认为 该航迹是确认航迹，以后正常相关不再加分；一次 不相关，质量计数器减1分；当计数器值r(k) = 0 时，认为该航迹为撤销航迹，随后将其在航迹表中 加以撤销。r(k)的计算可采用下面式子表示：0撤销航迹，k 21k Tr(k) =2k = 2r(k-1)+2正常相关，k- 1) 2、r(k-1)-1不相关

10、，k 22.5航迹表在航迹处理过程中，为了存放自动跟踪目标过 程中目标的历史点迹，速度，航迹质量，已经录取 的点迹数等航迹的信息，航迹处理计算机给每条航 迹都建立了航迹表，如表1。地用航迹得分r(k)加以表示，这种方法如下：设置表1航迹表航迹序号第sum5点 第sum点速度航迹质量(r)包含的 点迹数 (sum)注释(m)xsum-5y ssum-5hsum-5xsumysumhsumAVx人VyaVh人xsum-5人y ssum-5人hsum-5人xsum人ysum人hsum当录取到航迹的第1个点迹时，就为其建立一 个航迹表，航迹表与航迹是一一对应的。在航迹表 中，航迹号是为了区别不同航迹的

11、航迹表而为其编 的序号，航迹表的值是唯一的；在航迹表中，x,y,h，i = 1,2,5，表示的是航迹最新录取i i i的5个点迹坐标值，x ,y ,h，i = 1,2,5，表i i i示的是其相应的滤波值，V ,v ,h表示的是目标 x y h速度，r表示航迹质量，sum表示已经录取的点迹数， 注释m作为备用信息。3航迹处理的实现过程为了叙述方便，本文把与已经建立的航迹均不 相关的点迹称为自由点迹，把包含两个点迹的航迹 称为试验航迹，把至少包含3个点迹的航迹称为确 认航迹。在航迹处理过程中，为了保证对每条航迹不做 重复处理和也不做漏处理，需要在搜索雷达的扫描 周期T内，对每条航路是否已经进行了

12、处理作以标 记，将此标记存储在航迹表中注释(m)项内，当m = 1时，表示航迹已处理|m = 0时，表示航迹未处理当航迹处理模块第k次获得扇区的点迹R时， k将保存的Rk _ 2集合中的所有点迹删除，将Rk中的 所有点迹保存在航迹处理计算机中，此时航迹处理 计算机中存有的点迹集合为Ak，且 Ak = Rk + Rk 1，下面分三个步骤顺序进行处理: 步骤1：对所有预测点(dyc , pyc , 8yc ) sum+1 sum+1 sum+1 落入处理区域bk内且其航迹表中注释m = 0的试 验航迹和确定航迹，其中sum为当前航迹中包含的 点迹数，对每条试验航迹和确定航迹均做如下处理。 处理的方

13、法为：以其预测点为中心产生波门，分三种情况进行 讨论：若在4倍波门内存在Ak中的点迹，则取离 预测点最近的点迹作为航迹的新点迹，进行坐标变 换、滤波处理，将新点迹原始坐标和滤波坐标、速 度填入航迹表中；若航迹质量r 4，则此时航迹质 量r不变；同时航迹所包含的点迹数加 1，即 sum = sum +1。此时，航迹在获得新点迹的情况 - ? 、 下，其滤波坐标为(xsum，ysum，hsum)、预测点为 (xyc ,hyc ,hyc )，转化为相应的球坐标为心+以绑吁 sum+1(d ,P ,8 )、(dyc , pyc , 8yc )，若 sum sum sumsum+1 um+1 sum+1

14、P yca 0，则以预测点为新的录取点迹， 航迹表中的信息录入仿a步骤填入；若r 0，则 撤消此航迹，即将其航迹表从航迹处理计算机中删 除。对所有预测点落入处理区域bk内且其航迹表 中注释m = 0的试验航迹和确定航迹处理完之后， 将所使用到的点迹从Ak中删除，将Ak中剩下点迹 记为集合A；。步骤2：对所有预测点(dyc , pyc , 8yc ) sum+1 sum+1 sum+1 落入处理区域b k内且其航迹表中注释m = 0的自 由点迹，对每个点迹均做如下处理。处理的方法为：以(xyyyh)为中心建立半圆环波门V TJ(x x )2 +(y y )2 +(z h )2 V T min11

15、1maxx x x + y x y + h x h x2 + y2 + h21111111其中，Vmin为假定的目标最小速度，Vmax为假定 的目标最大速度，T为雷达扫描周期。分三中情况 讨论：若半圆环波门内仅有一个Ak中的点迹落 入半圆环波门内，则将此点迹与(x ,y ,h)相连，111建立一条试验航迹，进行坐标变换、滤波处理，将 新点迹原始坐标和滤波坐标、速度填入航迹表中， 同时航迹质量r = 2，航迹所包含的点迹数加1，即 sum = 2 ；此时，航迹在获得新点迹的情况下，其 人厂、滤波坐标为(x ,y ,h )、预测点为(xyc,hyc,hyc)， 223331转化为球坐标为(d ,P

16、 ,8 )、(dyc, pyc, 8yc)，若222333p yc a p 2则m = 0，否则m = 1。最后将航迹录取到的新点 迹的原始坐标值与所有自由点迹的原始坐标值进行 比较，若它们的坐标值相等，则将自由点迹撤消， 即将它的航迹表从航迹处理计算机中删除。若半圆环波门存在多个Ak中的点迹落入 半圆环波门内，则将这些点迹与自由点迹(X ,y ,h)相连，建立多条试验航迹，为没有航迹 111号的试验航迹分配航迹号，接下来对每条试验航迹 的处理方法仿上一步骤进行。若半圆环波门不存在A；中的点迹落入半 圆环波门内，则撤消自由点迹，即将其航迹表从航 迹处理计算机中删除。对所有落入处理区域bk内且其

17、航迹表中注释 m = 0的自由点迹处理完之后，将所使用到的点迹 从Ak中删除，将Ak中剩下点迹记为集合A步骤3：将集合Ak中所有落入处理区域bk的 点迹做自由点迹处理，处理方法为：分配航迹号， 坐标变换，将相关信息填入航迹表中。此时，航迹 表中航迹质量r = 1，航迹中包含的点迹数 sum = 1，注释 m = 1。以上为航迹处理计算机每次获得扇区点迹后， 进行航迹处理所经过的步骤，但是当处理完包含角 分线L的扇区点迹后，还要对所有航迹的航迹表中 的m进行处理。航迹表中m的处理方法为：对于自由点迹，其航迹表中m确定为m = 0 ；对于试验航迹和确定航迹，设其最后录取的点 、 、 ? 、 迹滤波

18、坐标为(xsum，ysum，hsum)、预测点坐标为 (Xyc ,hyc ,hyc )，转化为球坐标为 、sum+侦 sum+1 sum+1(d ,P ,s )、(dyc, pyc , 8yc)，若存sum sum sumsum+1 sum+1sum+1在下面的关系P a P ycsumsum+1则这条航迹的航迹表中m的值确定为m = 1，否则 m = 0。4仿真试算在仿真试算中，假定某搜索雷达天线的转速为 60r/min，在方位上的量测的随机误差5mrd，在高 低上的量测的随机误差5mrd，在距离上的量测随机 误差为60m。选取了 5条航路进行航迹处理，其中 航路1与航路2是交叉航路，航路3与航路4平行航路，航路5匀加速航路。经仿真模拟，其航迹处 理的效果，如图4图4航迹处理图5结论本文将获得的扇区点迹数据延迟半个扇区处 理，有效的避免了目标因跨扇区飞行而导致航迹