地面情報雷達點跡過濾技術探討范文

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1引言

地面情報雷達一般也稱作地面監視雷達或地面警戒雷達，主要用作國土防空和空中交通管制，多采用邊搜索邊跟蹤體制，能同時對一定仰角和一定距離、360°全方位范圍內的目標進行探測跟蹤。探測過程中，由于地面反射、通訊基站、廣播電臺等的影響，回波中總是混雜著機內噪聲、地物雜波和各類干擾，從而形成虛假點跡。虛假點跡包括噪聲虛警、雜波剩余及干擾所形成的點跡，它們具有隨機特性。雷達的目標提取器不僅能檢測、錄取真實目標的點跡數據，同時也能錄取虛假目標的點跡數據，這些真假目標的點跡會一起被上報到雷達終端顯示器中，這不僅加大了計算機的處理量，而且也不利于目標航跡的跟蹤。剔除虛假點跡主要通過雷達的信號處理系統完成，例如采用旁瓣相消、動目標顯示（MTI）、動目標檢測（MTD）、恒虛警（CFAR）檢測、雜波圖等處理方法。另外，也可以依據真假目標點跡分布特性的不同對目標點跡進行判別，形成點跡過濾的準則，本文主要針對點跡過濾技術進行研究。

2點跡過濾

點跡過濾主要是利用雷達回波點跡的不同特征參數信息，計算出點跡的風險系數（0到1之間），然后據此剔除一些虛假點跡。基本措施是對提取的目標點跡的各個特征兩兩組合，然后求出該特征組合下的似然概率，最后對所有特征組合下的似然概率加權求和，得出用于判別點跡真假的風險系數。為了計算目標真假性的似然概率，雷達首先識別和標識出所有真假目標樣本的點跡。然后對真假目標的點跡，提取有用的特征信息，分別計算點跡每個特征對應的均值和標準差。接下來把真假點跡的特征進行組合（如(X,Y)，X,Y代表特征信息）放在同一坐標系中。

3計算仿真

上節所述特征組合的選擇，一般取決于雷達類型、工作模式、雜波環境及干擾類型等。本章我們提取的目標三個特征參數信息是：目標點跡的歸一化幅度、距離展寬、方位展寬，它們對應的均值和標準差見表1。3.1仿真結果（1）利用上述真假目標判別的求解步驟，對照圖1給出一種特征組合下的似然概率劃分圖（圖3）。（2）本仿真T=0.9，由第2章可知，假目標的風險系數應為R假>0.9，真目標的風險系數應為R真≤0.9。下面取3組α值，分析真假目標判別的性能。1.當α=0.1時，各取100組真、假目標的特征信息，求解出風險系數如圖4所示。觀察圖4及表2可以得出，α=0.1時真假目標判別的正確率為P0.1=(97+79)/200%=88%。部分假目標點跡的風險系數并不滿足判別條件，真目標點跡的風險系數基本上都滿足判別條件。因此，得出的結果會把一些假目標的點跡判別為真目標，把少許真目標的點跡判別為假目標。2.當α=0.5時，各取100組真、假目標的特征信息。3.當α=0.9時，各取100組真、假目標的特征信息。

4實測數據處理結果

在上述理論仿真的基礎上，進行了實測數據處理驗證。通過對某雷達實測回波信號進行脈壓、多普勒濾波、CFAR及雜波圖檢測等處理得到目標點跡，進而通過對比二次雷達信息選取出真、假目標點跡作為訓練樣本，分別得到真、假目標各個特征的均值、標準差。對未知點跡采用第2章所述算法計算風險系數，對高風險點跡進行過濾，基本處理流程如圖7所示。目標點跡凝聚處理的過程在電子工業出版社出版的《雷達信號處理和數據處理技術》一書中有詳細描述，本文不再贅述。目標的原始點跡經凝聚處理后，已獲得唯一的距離、方位估計值。同時，在進行上述凝聚的過程中，分別提取點跡在距離、方位上的展寬特性。

5結論

通過對比上述不同α值時實測點跡過濾結果可以發現，一方面隨著α值的增大，真目標判別的正確率逐漸增大；但是，另一方面隨著α值的增大，剔除的虛假點跡個數也逐漸減少，所得結果與第3章的仿真結果一致。工程應用中，應根據實際情況選擇合適的α值，以達到預期的效果。

參考文獻

[1]吳順君,梅曉春等編著.雷達信號處理和數據處理技術[M].北京:電子工業出版社,2008.

[2]MerrillI.Skolnik主編,王軍等譯.雷達手冊[M].（第二版中譯本）北京:電子工業出版社,2003.

[3]丁鷺飛,耿富錄編著.雷達原理[M].（第三版）西安電子科技大學出版社,2014.

[4]Mark.A.Richards著，邢孟道等譯.雷達信號處理基礎[M].北京:電子工業出版社,2008.

作者：官林海