摘要:目前,目標(biāo)定位的作用日益顯著,其與現(xiàn)代戰(zhàn)爭存在緊密聯(lián)系。通過對目標(biāo)的定位、檢測、跟蹤,能夠及時反饋相應(yīng)的目標(biāo)運動信息,確保作戰(zhàn)武器真正發(fā)揮出自身作用。本文首先闡述了機動目標(biāo)跟蹤技術(shù)及其發(fā)展?fàn)顩r,其次介紹了機動目標(biāo)跟蹤模型,最后分析了目標(biāo)自動跟蹤技術(shù),希望能夠在雷達自動跟蹤技術(shù)的研究中提供理論基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞:雷達自動跟蹤技術(shù);運動目標(biāo);航空技術(shù)
現(xiàn)如今,現(xiàn)代航空技術(shù)產(chǎn)生了較大突破,無論是機動目標(biāo)飛行的角度,還是飛行的速度等,均產(chǎn)生一定波動,導(dǎo)致目標(biāo)的位置的相關(guān)性越來越明顯,所以,對這類目標(biāo)的跟蹤性進行提高具有重要意義,應(yīng)選擇適用性更強的跟蹤濾波方法。從機動目標(biāo)的角度來看,其跟蹤研究問題是目前電子戰(zhàn)關(guān)注的焦點問題。在現(xiàn)代社會,精密跟蹤雷達的應(yīng)用越來越廣泛,除了各類試驗靶場之外,更在各種識別領(lǐng)域等獲得應(yīng)用。機動目標(biāo)跟蹤主要涵蓋了兩點內(nèi)容:其一為跟蹤模型;其二為匹配濾波,在社會的早期階段,機動目標(biāo)想要實現(xiàn)精確跟蹤存在很大難度,歸根結(jié)底是跟蹤濾波采用的目標(biāo)動力學(xué)模型依舊有所欠缺,難以與機動目標(biāo)實際動力學(xué)模型相適應(yīng),造成跟蹤濾波器發(fā)散的狀況,跟蹤性能也呈現(xiàn)不斷下降的趨勢?;诖?,本文圍繞雷達自動跟蹤技術(shù)進行研究,以期為該領(lǐng)域提供一定參考。
1機動目標(biāo)跟蹤技術(shù)及其發(fā)展?fàn)顩r
目標(biāo)機動指的是運動過程中的目標(biāo),其運動方式無法保持穩(wěn)定性,在原有形式的基礎(chǔ)上轉(zhuǎn)化為一種全新的形式,對于目標(biāo)的運動而言,其可能從勻速轉(zhuǎn)化至變速,或者從直線轉(zhuǎn)化至轉(zhuǎn)彎,其運動方式是復(fù)雜多變的。在判斷機動目標(biāo)跟蹤的過程中,應(yīng)將多種數(shù)學(xué)方法作為主要手段,例如統(tǒng)計決策、濾波算法等[1],整理完信號數(shù)據(jù)之后,對其進行處理,從而了解到目標(biāo)的速度、位置等。
從目標(biāo)運動方式的角度來看,其不確定性指的是目標(biāo)在某個時間內(nèi)可能作某種機動。通常而言,無論是目標(biāo)的非機動方式,還是目標(biāo)發(fā)生機動時存在的各個機動形式,均能利用數(shù)學(xué)模型進行完成。跟蹤機動目標(biāo)的整個階段里,倘若采用的目標(biāo)運動模型出現(xiàn)錯誤性,那么將對跟蹤系統(tǒng)的順利使用帶來不利影響。
2機動目標(biāo)跟蹤模型
對于現(xiàn)代跟蹤系統(tǒng)而言,其通常將與爾曼濾波較為相似的迭代算法作為主要 手段,所以對機動目標(biāo)實施建模工作顯得極為關(guān)鍵。機動目標(biāo)模型自身發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,是機動目標(biāo)進行跟蹤及預(yù)測的主要工具,也是一個難度較大的問題。在社會的早期階段,人們對目標(biāo)運動建模進行構(gòu)造的過程中較為草率,并未體現(xiàn)出目標(biāo)運動的精確數(shù)據(jù),同時也具有諸多不可預(yù)測的狀況,一般認(rèn)為目標(biāo)作勻速直線運動,而隨機加速度常常被看成是具有隨機特性的擾動輸入[2],此時,卡爾曼濾波算法表現(xiàn)出較強的適用性。然而,當(dāng)目標(biāo)發(fā)生一些機動動作的過程中,上述假定則缺乏合理性。由于目標(biāo)的動力學(xué)較為特殊,再加上目標(biāo)性能的限制,導(dǎo)致機動的相關(guān)性明顯[3]。之所以對機動目標(biāo)進行建模,不僅與濾波器相關(guān),也是為了促使目標(biāo)機動的問題得到順利解決。
3目標(biāo)自動跟蹤技術(shù)
3.1目標(biāo)起始
以扇區(qū)內(nèi)點跡為起始位置,對其實施點跡預(yù)處理工作,明確相應(yīng)的航跡之后,促使目標(biāo)自動跟蹤模塊了解到相關(guān)信息,確保存儲容量更加科學(xué)合理,并以核心技術(shù)為重中之重,其與扇區(qū)產(chǎn)生接觸,對于輸出的數(shù)據(jù),其屬于確認(rèn)的航跡。
3.2航跡提交
將自動起始模塊送來的航跡數(shù)據(jù)進行相應(yīng)整理,隨后使其與自動跟蹤模塊產(chǎn)生聯(lián)系,并實施建航處理,對波門建立的準(zhǔn)確性具有積極作用,促使波門尺寸得到進一步縮小[4]。
3.3建立波門
在創(chuàng)建波門的過程中,將充分考慮到目標(biāo)速度的合理性,并將預(yù)測點作為主要參考。此時需注意,在波門跟蹤方法下送給檢測設(shè)備的是目標(biāo)的檢測門[5]。當(dāng)雷達目標(biāo)出現(xiàn)種種波動時,檢測門同樣無法保持原有的穩(wěn)定性,其大小也會隨之出現(xiàn)變化。
3.4點跡處理
在進行點跡凝聚的過程中,首先應(yīng)對檢測設(shè)備進行處理,對于扇區(qū)間點跡凝聚,主要按照跟蹤處理模塊來進行。在此過程中,兩種算法較為常見:其一為質(zhì)量中心法;其二為比幅法。實施點跡處理的過程中,最明顯的問題是如果點跡數(shù)量不斷增長,那么計算機的運算速度將無法保持穩(wěn)定性。
3.5相關(guān)互聯(lián)
相關(guān)門在主要依據(jù)的范疇內(nèi),是相關(guān)互聯(lián)模塊對點跡進行選擇的主要方式。無論是相關(guān)門,還是檢測門,均是處理模塊的工具。從檢測門的角度來看,其不僅注重雷達目標(biāo)的特點,還對雷達測量誤差、目標(biāo)運動速度等進行多方位分析,必須考慮到多種因素,而相關(guān)門典型的不用分析雷達目標(biāo)的種種特點,對其散步特性也不用進行考慮,因為經(jīng)過點跡凝聚之后,分裂的點也呈現(xiàn)聚集的狀態(tài)。只有落入相關(guān)門內(nèi)的點才能夠?qū)崿F(xiàn)關(guān)聯(lián)的目的,緊鄰法是使用較為頻繁的算法。當(dāng)航跡質(zhì)量出現(xiàn)不斷變化時,目標(biāo)機動情況也會出現(xiàn)不同程度的變化,即縮小或者放大。
結(jié)論
綜上所述,在現(xiàn)代信息化不斷深入的背景下,機動目標(biāo)跟蹤技術(shù)產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍,在諸多領(lǐng)域受到認(rèn)可與青睞,特別在航空、航海等領(lǐng)域。由于目標(biāo)的運動狀態(tài)并不是一成不變的,僅僅對常規(guī)機動目標(biāo)展開研究將表現(xiàn)出一定不足,想要滿足人們的實際需求存在很大難度,在速度、加速度方面都有了較大波動。因此,在日后的發(fā)展中,應(yīng)提高對雷達自動跟蹤技術(shù)的重視度,對此方面進行不斷研究,確保我國雷達自動跟蹤技術(shù)能夠越來越完善。
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作者簡介:司全龍(1987-02-18),男,漢族,山東菏澤人,本科學(xué)歷,湖南高速鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院,講師,研究方向,電氣工程