雷达航迹撤销小搜波位的选择方法和系统与流程

1.本发明涉及雷达探测技术领域，具体地，涉及一种雷达航迹撤销小搜波位的选择方法和系统。


背景技术：

2.随着雷达体制的发展，现如今相控阵雷达因其强大的能力越来越普及。其中目标在进行较大角度、快速转弯时将影响探测目标跟踪的稳定性，从而影响操作员的判断，特别在目标航迹多次丢失后会触发雷达航迹撤销操作。
3.专利文献cn114325684a公开了一种旋转相控阵雷达基于目标先验参数的变数据率跟踪方法，基于目标的先验参数，包括该目标的最大机动加速度和最大航速，实时计算目标在当前距离上目标机动产生的最大跟踪残差，确保雷达的跟踪波束宽度对目标的覆盖，计算出最大的跟踪数据率。
4.但是，现有的技术中一般是直接撤销目标航迹或者采用目标相邻波位范围进行小搜。会导致目标跟踪稳定性下降及效率低。


技术实现要素：

5.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种雷达航迹撤销小搜波位的选择方法和系统。
6.根据本发明提供的一种雷达航迹撤销小搜波位的选择方法，包括：
7.步骤s1：计算雷达航迹撤销位置所在的波位；
8.步骤s2：获取所述波位的包围波位；
9.步骤s3：根据目标外推位置和目标航向计算垂线；
10.步骤s4：根据目标航向、垂线及包围波位，计算雷达航迹撤销小搜需要搜索的波位；
11.步骤s5：根据计算得到的波位进行目标跟踪。
12.优选地，所述步骤s1包括：
13.步骤s1.1：记录满足如下公式的波位位置p
i，j
：
[0014][0015]
其中，目标航迹撤销位置p表示波位位置，θ0表示目标航迹撤销位置方位角，表示目标航迹撤销位置俯仰角；波位位置n
row
表示波位行数数量，n
col
表示波位列数数量，θ表示波位的方位角，表示波位的俯仰角，bw表示波位的波束宽度；
[0016]
步骤s1.2：根据步骤s1.1中记录的波位，计算得到雷达航迹撤销位置所在的波位，计算公式如下：
[0017][0018]
其中，p
a，b
表示雷达航迹撤销位置所在的波位坐标，a表示波位所在的行号，b分别表示波位所在的列号，min()表示取最小函数。
[0019]
优选地，所述步骤s3包括：
[0020]
步骤s3.1：判断目标航线的角度；
[0021]
步骤s3.2：根据所述角度，计算垂线方程式如下：
[0022][0023]
其中，y表示俯仰角，x表示方位角，heading表示目标航线的角度，当heading＝0
°
或者heading＝180
°
时，垂线方程式为当heading＝90
°
或者heading＝270
°
时，垂线方程式为x＝θ，θ0表示目标航迹撤销位置方位角，表示目标航迹撤销位置俯仰角。
[0024]
优选地，所述步骤s4包括：
[0025]
步骤s4.1：将所述垂线方程式写为一般式，计算公式如下：
[0026][0027]
步骤s4.2：计算包围波位的集合中所有波位，从而得到雷达航迹撤销小搜需要搜索的波位。
[0028]
优选地，所述步骤s4.2包括：
[0029]
步骤s4.2.1：计算并记录，当0＜heading＜90或者270＜heading＜360时，垂线方程式小于等于0的波位；
[0030]
步骤s4.2.2：计算并记录，当90＜heading＜180或者180＜heading＜270时，垂线方程式大于等于0的波位；
[0031]
步骤s4.2.3：计算并记录，当heading＝0时，的波位；当heading＝90时，θ≥θ0的波位；当heading＝180是，的波位；当heading＝270时，θ≤θ0的波位；
[0032]
步骤s4.2.4：计算并记录波位中心到垂线的距离小于等于bw的波位，计算公式如下：
[0033][0034]
其中，bw表示波位的波束宽度，heading表示目标航线的角度，θ0表示目标航迹撤销位置方位角，表示目标航迹撤销位置俯仰角，θ表示计算波位中心方位角，表示计算波位中心俯仰角。
[0035]
根据本发明提供的一种雷达航迹撤销小搜波位的选择系统，包括：
[0036]
模块m1：计算雷达航迹撤销位置所在的波位；
[0037]
模块m2：获取所述波位的包围波位；
[0038]
模块m3：根据目标外推位置和目标航向计算垂线；
[0039]
模块m4：根据目标航向、垂线及包围波位，计算雷达航迹撤销小搜需要搜索的波位；
[0040]
模块m5：根据计算得到的波位进行目标跟踪。
[0041]
优选地，所述模块m1包括：
[0042]
模块m1.1：记录满足如下公式的波位位置p
i，j
：
[0043][0044]
其中，目标航迹撤销位置p表示波位位置，θ0表示目标航迹撤销位置方位角，表示目标航迹撤销位置俯仰角；波位位置n
row
表示波位行数数量，n
col
表示波位列数数量，θ表示波位的方位角，表示波位的俯仰角，bw表示波位的波束宽度；
[0045]
模块m1.2：根据模块m1.1中记录的波位，计算得到雷达航迹撤销位置所在的波位，计算公式如下：
[0046][0047]
其中，p
a，b
表示雷达航迹撤销位置所在的波位坐标，a表示波位所在的行号，b分别表示波位所在的列号，min()表示取最小函数。
[0048]
优选地，所述模块m3包括：
[0049]
模块m3.1：判断目标航线的角度；
[0050]
模块m3.2：根据所述角度，计算垂线方程式如下：
[0051][0052]
其中，y表示俯仰角，x表示方位角，heading表示目标航线的角度，当heading＝0
°
或者heading＝180
°
时，垂线方程式为当heading＝90
°
或者heading＝270
°
时，垂线方程式为x＝θ，θ0表示目标航迹撤销位置方位角，表示目标航迹撤销位置俯仰角。
[0053]
优选地，所述模块m4包括：
[0054]
模块m4.1：将所述垂线方程式写为一般式，计算公式如下：
[0055][0056]
模块m4.2：计算包围波位的集合中所有波位，从而得到雷达航迹撤销小搜需要搜索的波位。
[0057]
优选地，所述模块m4.2包括：
[0058]
模块m4.2.1：计算并记录，当0＜heading＜90或者270＜heading＜360时，垂线方程式小于等于0的波位；
[0059]
模块m4.2.2：计算并记录，当90＜heading＜180或者180＜heading＜270时，垂线方程式大于等于0的波位；
[0060]
模块m4.2.3：计算并记录，当heading＝0时，的波位；当heading＝90时，θ
≥θ0的波位；当heading＝180是，的波位；当heading＝270时，θ≤θ0的波位；
[0061]
模块m4.2.4：计算并记录波位中心到垂线的距离小于等于bw的波位，计算公式如下：
[0062][0063]
其中，bw表示波位的波束宽度，heading表示目标航线的角度，θ0表示目标航迹撤销位置方位角，表示目标航迹撤销位置俯仰角，θ表示计算波位中心方位角，表示计算波位中心俯仰角。
[0064]
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
[0065]
1、本发明根据计算目标所在波位的包围波位的方法，缩小了所需小搜的波位，再根据目标航向进一步缩小小搜的波位，节省了资源。
[0066]
2、本发明采用小搜波位的方式提高了目标跟踪的稳定性。
[0067]
3、本发明通过定位目标所在波位，提高了精确度的同时节省了资源。
附图说明
[0068]
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：
[0069]
图1为本发明的工作流程示意图。
[0070]
图2为列状波束包围波位示意图。
[0071]
图3为低损耗波束包围波位示意图。
[0072]
图4为交错波束包围波位示意图。
[0073]
图5为本发明中目标的雷达航迹撤销位置所在的波位示意图。
[0074]
图6为本发明中目标中心点的的包围波位示意图。
[0075]
图7为本发明中过目标中心点的垂线示意图。
[0076]
图8为本发明中确定小搜需要搜索的波位示意图。
具体实施方式
[0077]
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。
[0078]
根据本发明提供的一种雷达航迹撤销小搜波位的选择方法，如图1所示，包括：
[0079]
步骤s1：计算雷达航迹撤销位置所在的波位；所述步骤s1包括：
[0080]
步骤s1.1：记录满足如下公式的波位位置p
i，j
：
[0081]
[0082]
其中，目标航迹撤销位置p表示波位位置，θ0表示目标航迹撤销位置方位角，表示目标航迹撤销位置俯仰角；波位位置n
row
表示波位行数数量，n
col
表示波位列数数量，θ表示波位的方位角，表示波位的俯仰角，bw表示波位的波束宽度；
[0083]
步骤s1.2：根据步骤s1.1中记录的n个波位，计算得到雷达航迹撤销位置所在的波位，计算公式如下：
[0084][0085]
其中，p
a，b
表示雷达航迹撤销位置所在的波位坐标，a表示波位所在的行号，b分别表示波位所在的列号，min()表示取最小函数。
[0086]
步骤s2：获取所述波位的包围波位；
[0087]
具体地，根据波位编排获取对应的包围波位，如图2所示，波位编排为列状排列波束获取得包围波位集合；如图3所示，低损耗点波束获取的包围波位集合；如图4所示，波位编排为交错波束获取的包围波位集合。其中若波位不存在，则相应位置为空。
[0088]
步骤s3：根据目标外推位置和目标航向计算垂线；所述步骤s3包括：
[0089]
步骤s3.1：判断目标航线的角度；
[0090]
步骤s3.2：根据所述角度，计算垂线方程式如下：
[0091][0092]
其中，y表示俯仰角，x表示方位角，heading表示目标航线的角度，当heading＝0
°
或者heading＝180
°
时，垂线方程式为当heading＝90
°
或者heading＝270
°
时，垂线方程式为x＝θ；
[0093]
步骤s4：根据目标航向、垂线及包围波位，计算雷达航迹撤销小搜需要搜索的波位。所述步骤s4包括：
[0094]
步骤s4.1：将所述垂线方程式写为一般式，计算公式如下：
[0095][0096]
步骤s4.2：计算包围波位的集合中所有波位，从而得到雷达航迹撤销小搜需要搜索的波位。所述步骤s4.2包括：
[0097]
步骤s4.2.1：计算并记录，当0＜heading＜90或者270＜heading＜360时，垂线方程式小于等于0的波位；
[0098]
步骤s4.2.2：计算并记录，当90＜heading＜180或者180＜heading＜270时，垂线方程式大于等于0的波位；
[0099]
步骤s4.2.3：计算并记录，当heading＝0时，的波位；当heading＝90时，θ≥θ0的波位；当heading＝180是，的波位；当heading＝270时，θ≤θ0的波位；
[0100]
步骤s4.2.4：计算并记录波位中心到垂线的距离小于等于bw的波位，计算公式如下：
[0101][0102]
其中，bw表示波位的波束宽度，heading表示目标航线的角度，θ0表示目标航迹撤销位置方位角，表示目标航迹撤销位置俯仰角，θ表示计算波位中心方位角，表示计算波位中心俯仰角。
[0103]
步骤s5：根据计算得到的波位进行目标跟踪。
[0104]
具体地，结合附图和例子对本发明进一步说明：
[0105]
假设目标的雷达航迹撤销位置为p0(0.2，0.3)，雷达采用交错波束，波束宽度为3度，阵面法向在雷达球坐标系的方位角0度，阵面法向在雷达球坐标系的俯仰角0度，水平角度范围-45度～45度，垂直角度范围0度～70度，航向为40度，使用c++进行仿真：
[0106]
首先，遍历所有波位，计算目标的雷达航迹撤销位置所在的波位，如图5所示；
[0107]
然后，根据目标的雷达航迹撤销位置所在的波位计算包围的波位，如图6所示；
[0108]
接着，如图7所示，根据目标外推位置和目标航向计算垂线，得到垂线方程式为y＝-1.1917x+0.53835；
[0109]
最后，如图8所示，根据航向计算航迹撤销小搜需要搜索的波位，进而对目标进行跟踪。
[0110]
本发明还提供了一种雷达航迹撤销小搜波位的选择系统，本领域技术人员可以通过执行所述雷达航迹撤销小搜波位的选择方法的步骤流程实现所述雷达航迹撤销小搜波位的选择系统，即可以将所述雷达航迹撤销小搜波位的选择方法理解为所述雷达航迹撤销小搜波位的选择系统的优选实施方式。
[0111]
根据本发明提供的一种雷达航迹撤销小搜波位的选择系统，包括：
[0112]
模块m1：计算雷达航迹撤销位置所在的波位；
[0113]
模块m2：获取所述波位的包围波位；
[0114]
模块m3：根据目标外推位置和目标航向计算垂线；
[0115]
模块m4：根据目标航向、垂线及包围波位，计算雷达航迹撤销小搜需要搜索的波位。
[0116]
优选地，所述模块m1包括：
[0117]
模块m1.1：记录满足如下公式的波位位置p
i，j
：
[0118][0119]
其中，目标航迹撤销位置p表示波位位置，θ0表示目标航迹撤销位置方位角，表示目标航迹撤销位置俯仰角；波位位置n
row
表示波位行数数量，n
col
表示波位列数数量，θ表示波位的方位角，表示波位的俯仰角，bw表示波位的波束宽度；
[0120]
模块m1.2：根据模块m1.1中记录的n个波位，计算得到雷达航迹撤销位置所在的波
位，计算公式如下：
[0121][0122]
其中，p
a，b
表示雷达航迹撤销位置所在的波位坐标，a表示波位所在的行号，b分别表示波位所在的列号，min()表示取最小函数。
[0123]
优选地，所述模块m3包括：
[0124]
模块m3.1：判断目标航线的角度；
[0125]
模块m3.2：根据所述角度，计算垂线方程式如下：
[0126][0127]
其中，y表示俯仰角，x表示方位角，heading表示目标航线的角度，当heading＝0
°
或者heading＝180
°
时，垂线方程式为当heading＝90
°
或者heading＝270
°
时，垂线方程式为x＝θ；
[0128]
优选地，所述模块m4包括：
[0129]
模块m4.1：将所述垂线方程式写为一般式，计算公式如下：
[0130][0131]
模块m4.2：计算包围波位的集合中所有波位，从而得到雷达航迹撤销小搜需要搜索的波位。
[0132]
优选地，所述模块m4.2包括：
[0133]
模块m4.2.1：计算并记录，当0＜heading＜90或者270＜heading＜360时，垂线方程式小于等于0的波位；
[0134]
模块m4.2.2：计算并记录，当90＜heading＜180或者180＜heading＜270时，垂线方程式大于等于0的波位；
[0135]
模块m4.2.3：计算并记录，当heading＝0时，的波位；当heading＝90时，θ≥θ0的波位；当heading＝180是，的波位；当heading＝270时，θ≤θ0的波位；
[0136]
模块m4.2.4：计算并记录波位中心到垂线的距离小于等于bw的波位，计算公式如下：
[0137][0138]
其中，bw表示波位的波束宽度，heading表示目标航线的角度，θ0表示目标航迹撤销位置方位角，表示目标航迹撤销位置俯仰角，θ表示计算波位中心方位角，表示计算波位中心俯仰角。
[0139]
模块m5：根据计算得到的波位进行目标跟踪。
[0140]
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系统、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
系统、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，本发明提供的系统、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。
[0141]
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，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。