一种基于空管二次雷达的虚假目标分析方法与流程

本发明涉及民航空管二次雷达监测领域，具体涉及一种利用windows开发平台开发的基于空管二次雷达的虚假目标分析方法及系统。

背景技术：

1、空管二次雷达系统是空中交通管制系统的基本设备，具有空管询问功能，能够不停机连续工作，可以无人值守，能够全天时全天候、实时、准确、连续地获得空中合作目标的距离、方位、速度、飞行代码、高度代码、身份代码及特殊代码等信息。它具有较高的探测精度及抗干扰能力，可以实时掌握合作目标的飞行态势，为空管部门提供实时航路(线)监视、重点区域空域实时监视信息。

2、为了确保飞机安全可靠地飞行，空管二次雷达中由于异步窜扰、反射、环绕、分裂等原因引起的虚假目标分析变得至关重要。传统的二次雷达系统只能简单地对虚假目标进行筛选和丢弃，而由于未出现告警和事故，后续也不会花费大量的人力和时间对出现的虚假目标进行后续统计和分析；由于国内当前还没有相关的算法和软件，故我们也无法对空管二次雷达中出现的假目标进行实时分析。

技术实现思路

1、本发明旨在提供一种基于空管二次雷达的虚假目标分析方法，以解决原有的空管二次雷达系统中针对虚假目标只能简单丢弃的技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供一种基于空管二次雷达的虚假目标分析方法，包括：

3、s1：针对处于非反射区的目标的点迹，判断目标的点迹与现存真实航迹是否相关，在点迹不与现存真实航迹相关时；判断目标的点迹与先前建立的反射航迹文件是否相关，若相关，则该点迹为虚假目标点迹，对虚假目标航迹信息进行更新，随后结束虚假目标检测处理的流程，否则，执行步骤s2；

4、s2：针对处于反射区的目标的点迹，执行点迹的区域测试，所述区域测试包括二次代码测试、高度测试、距离测试和方位测试；根据测试结果，确定点迹是真实目标的点迹，或者确定点迹可能是虚假目标的点迹并确定虚假目标测试的测试项的总权值；

5、s3：执行点迹的信号幅度测试、历史航迹测试、目标对称性测试、环绕测试和潜在反射测试这5个子测试项，并根据5个子测试项的测试结果来更新所述虚假目标测试的测试项的总权值；

6、s4：将最终的虚假目标测试的测试项的总权值与总权值门限的上限和下限比较，如果总权值低于总权值门限的下限，则该目标报告为假；如果总权值高于总权值门限的上限，则该目标报告为真；如果总权值处于总权值门限的上限和下限之间，则该目标报告的状态为不确定。

7、在所述步骤s1中，在对虚假目标航迹信息进行更新之后，还包括：进一步判断虚假目标点迹是否是反射引起的反射目标的点迹，如果该虚假目标点迹判断为是反射引起的反射目标的点迹，则根据真实目标与反射目标的探测位置来得到更新的反射面的位置，对比先验的已存储反射面图，形成临时反射面，并将临时反射面与已存储反射面进行叠加，根据叠加结果确定反射区，随后结束虚假目标检测处理的流程，否则，直接结束虚假目标检测处理的流程。

8、所述步骤s2包括：

9、s21：接收一个点迹；

10、s22：在现存真实航迹中选择一个未选择过的航迹，进行点迹相对于所述航迹的二次代码测试、高度测试、距离测试和方位测试，以实现所述步骤s21的点迹与所述航迹的虚假判断处理；

11、所述步骤s22包括：

12、s221：确定所述点迹与所述航迹的二次代码、距离、方位和高度是否相关成功，以进行点迹相对于所述航迹的二次代码测试、高度测试、距离测试和方位测试；

13、s222：根据相关结果，若均相关失败，则判断所述点迹不可能是所述航迹所对应的虚假目标的点迹，执行步骤s23；否则，判断点迹可能是所述航迹所对应的虚假目标的点迹，根据相关结果确定虚假目标测试的测试项的总权值；

14、s23：确定是否现存真实航迹中的所有航迹均在所述步骤s22中被选择过，若是，则根据相关结果继续执行步骤s3或结束虚假目标检测处理的流程，否则，回到步骤s22；

15、在根据相关结果继续执行步骤s3或结束虚假目标检测处理的流程时，若所有航迹均相关失败，则该点迹是真实点迹，结束虚假目标检测处理的流程；若点迹存在一个与之相关成功的航迹，则直接对相关成功的点迹与航迹执行步骤s3；若点迹存在多个与之相关成功的航迹，则根据虚假目标测试的测试项的总权值选择总权值最优的航迹为最终的相关成功的航迹，再执行步骤s3。

16、所述区域测试的测试项包括二次代码测试、高度测试、距离测试和方位测试；在所述步骤s222中，虚假目标测试的测试项的总权值＝区域测试中所有测试项的权值之和-区域测试相关的测试项的权值之和。

17、在所述步骤s3中，所述信号幅度测试包括：比较点迹的信号幅度和历史真实航迹的信号幅度；如果点迹的信号幅度低于历史真实航迹的信号幅度，则在更新所述虚假目标测试的测试项的总权值时减去信号幅度测试所对应的权值；否则，在更新所述虚假目标测试的测试项的总权值时增加信号幅度测试所对应的权值。

18、所述信号幅度测试还包括：在雷达处于特殊幅度区内时设置最小差值门限，如果点迹的信号幅度高于历史航迹的信号幅度与最小差值门限之和，则在更新所述虚假目标测试的测试项的总权值时增加特殊幅度区所对应的权值，否则所述虚假目标测试的测试项的总权值不变。

19、在所述步骤s3中，所述历史航迹测试包括：如果该点迹建立新的航迹，并且存在相同二次代码的更早建立的真实航迹，则在更新所述虚假目标测试的测试项的总权值时减去历史航迹测试所对应的权值，否则，在更新所述虚假目标测试的测试项的总权值时增加历史航迹测试所对应的权值；所述目标对称性测试包括：判断目标报告的所有应答是否都来自于瞄准轴的同一侧，若是，则在更新所述虚假目标测试的测试项的总权值时减去目标对称性测试所对应的权值，否则，在更新所述虚假目标测试的测试项的总权值时增加目标对称性测试所对应的权值。

20、所述绕环测试包括：如果存在一个现存真实航迹与所述目标同时满足：1)目标与现存真实航迹在距离上非常接近；2)目标与现存真实航迹具有较好的代码一致性；3)目标的信号幅度低于现存真实航迹的信号幅度5-10db，则在更新所述虚假目标测试的测试项的总权值时减去环绕测试所对应的权值，否则，在更新所述虚假目标测试的测试项的总权值时增加环绕测试所对应的权值；

21、所述潜在反射测试包括：如果目标的方位在反射面方位上，则目标被判断为潜在反射目标，在更新所述虚假目标测试的测试项的总权值时减去潜在反射测试所对应的权值，否则，在更新所述虚假目标测试的测试项的总权值时增加潜在反射测试所对应的权值。

22、若步骤s4目标报告为假，则还包括步骤s5：通过不同虚假目标类型产生所需的最大距离门限、最小距离门限、最大方位门限、最小方位门限进一步区分不同类型的虚假目标；

23、如果该虚假目标的类型是反射目标，则根据真实目标与反射目标的探测位置来得到更新的反射面的位置，对比先验的已存储反射面图，形成临时反射面，并将临时反射面与已存储反射面进行叠加，根据叠加结果确定反射区，随后结束虚假目标检测处理的流程。

24、另一方面，本发明提供一种基于空管二次雷达的虚假目标分析系统，包括通信管理模块、数据记录模块、航迹管理模块、和数据分析模块；所述通信管理模块设置为接收来自于所述空管二次雷达的实时目标数据，并进行实时目标数据的解析与封装，然后将解析与封装后的实时目标数据分发到数据记录模块和航迹管理模块；所述数据记录模块设置为记录所述实时目标数据，将其保存在数据记录文件中，以得到历史目标数据；所述航迹管理模块设置为接收实时目标数据中的点迹数据和历史目标数据中的点迹数据，对点迹数据进行航迹处理，形成目标的航迹数据；所述数据分析模块与所述航迹管理模块相连，其设置为对目标的点迹数据和航迹数据执行根据上文所述的基于空管二次雷达的虚假目标分析方法。

25、所述的基于空管二次雷达的虚假目标分析系统还包括目标显示模块和数据回放模块；所述数据回放模块设置为读取并管理数据记录模块所保存的数据记录文件和/或空管二次雷达数据文件中的历史目标数据，用户提供文件选择、回放速度设置、目标筛选的操作；所述目标显示模块与通信管理模块和数据回放模块相连，设置为根据实时目标数据和历史目标数据显示二次雷达探测目标；所述通信管理模块接收所述空管二次雷达探测到的实时目标数据并生成为欧标报文。

26、本发明的基于空管二次雷达的虚假目标分析方法可以有效地解决传统算法所存在的缺陷，同时本发明算法也是民航空管二次雷达数据质量实时分析在虚假目标上的一次重大尝试和应用。

27、而本发明的基于空管二次雷达的虚假目标分析方法不仅能够对虚假目标进行统计，还提供更加详细的虚假目标的各个测试项的数据，集统计和分析于一体，便于维护技术人员及时定位设备问题，并采取相应解决措施，大大提高了维护技术人员的工作效率。