一种二次雷达的目标更新周期的计算方法

时间:2023-06-07 19:00:07 公文范文 来源:网友投稿

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三、 目标更新周期的计算方法

根据上文叙述,当目标的方位度较大时,目标的更新周期会发生较大变化,如果不实时进行计算,而是仍然以天线扫描周期作为目标更新周期,则可能导致目标点航迹相关处理的时间控制出现异常,进而导致目标跟踪失败,航迹丢失,出现情报遗漏的重大问题。

为此,我们提出了一种目标更新周期的计算方法,此算法可以根据目标的实时运动姿态,计算它的实时更新周期,然后使用实时更新周期进行点航迹相关处理与目标跟踪处理,具体处理流程如图1所示。

(一)雷达探测区域划分

首先,为了便于处理,我们根据目标的仰角与距离,将二次雷达监视范围划分为三个区域:远距离区域、一般近距离区域、极近距离区域。当目标处于不同处理区域时,它们的更新周期的计算方法不同。

假设各个区域的距离与仰角参数阀值为:ρFar、ρNormalNear、ρTooNear、EFar、ENormalNear、ETooNear,且存在以下关系:ρFar>ρNormalNear>ρTooNear,且EFar

当目标的仰角和距离同时位于相同的阀值内,则目标属于此阀值对应区域;当目标的仰角和距离位于不同的阀值内,则目标属于较大的阀值对应区域。

(二)远距离区域处理

当目标属于远距离区域时,它的方位速度变化很小,对自身更新周期影响也很小。此时,直接将目标更新周期等于天线扫描周期,也是完全可以的。

(三)一般近距离区域处理

当目标向雷达站运动处于一般近距离区域时,自身运动对它的更新周期影响会显著增大,它的更新周期不能再简单地等于天线扫描周期,需要根据目标极坐标下的运动情况实时计算。

如图2所示,目标的方位速度越大,对其更新周期的影响也越大。假设二次雷达天线扫描周期为T,目标的更新周期为τ,目标的方位速率为θ·,则目标的实时更新周期的计算公式如下:

(四)极近距离区域处理

首先,如图3所示,当目标继续向雷达站运动,处于极近距离区域时,极坐标位置误差增大,可能出现方位变化很大而距离变化很小的情况,导致航迹跟踪可能出现异常,任何形式的极坐标方程都不可能产生充分准确性。所以,目标处理首先需要由极坐标系转换为直角坐标系,然后使用直角坐标位置数据,对目标进行航迹更新与航迹平滑等处理。

对于每个极近距离区域的目标,首先从整数0开始逐一代入公式(4)进行计算,确定R取值;一旦R值确定,则目标的实时更新周期τ由以上公式(4)进行计算。

四、 目标更新周期的计算方法的实际应用

本文所述方法已应用在某二次雷达改造项目中,并取得了良好效果。我们根据采集的某二次雷达的实测数据,进行脱机处理,对目标更新周期的计算方法进行了验证。此二次雷达天线的扫描周期是12秒,顺时针匀速转动。

如图4所示,是没有采用目标更新周期算法时的处理效果,从图中可以看出二次代码为7252的目标以顺时针方向运动,在时刻03:18:55,点迹探测正常,但是点航迹相关处理出现异常,相关失败,导致航迹出现外推,并最终消失。后来,一直到时刻03:30:20,此目标才再次起始航迹,导致出现了约2分钟时间的漏情问题。

如图5所示,在采用了目标更新周期算法后,对相同数据进行处理,二次代码为7252的目标跟踪正常,航迹连续平滑。由此可见,二次雷达目标的更新周期经过实时计算处理后,二次雷达系统的近距离目标探测能力大大增强,探测精度也得到很大的提高。

五、 结束语

近距离目标的探测,一直以来都是二次雷达系统的处理难点。本文所述的近距离目标的更新周期的计算方法,可以计算目标的实时更新周期,更加精確地预测目标下一次扫描时的探测位置,准确地对近距离目标进行跟踪与监视,并有利于更加准确地对虚假目标进行滤除,包括反射目标、同步目标以及环绕目标,提升二次雷达的近距离监视目标的数据质量。同时,在不增加硬件成本的前提下,也能够大大提高近距离目标的探测概率与数据精度,扩大了二次雷达的有效探测顶空,缩小了顶空盲区,最大探测目标仰角可达60度以上,在保证探测精度的情况下,扩大了二次雷达近距离的有效监视范围,提升了二次雷达系统的整机性能。

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作者简介:

张继明,男,硕士,南京恩瑞特实业有限公司工程师,研究方向:雷达信息融合与目标跟踪;

刘海波,男,工程师,空军驻沪宁地区军事代表室,研究方向:雷达工程与装备质量管理;

咸儆醒,男,南京恩瑞特实业有限公司工程师,研究方向:雷达系统总体技术。

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