雷達(dá)自動(dòng)跟蹤技術(shù)研究

摘要：目前，目標(biāo)定位的作用日益顯著，其與現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)存在緊密聯(lián)系。通過對(duì)目標(biāo)的定位、檢測(cè)、跟蹤，能夠及時(shí)反饋相應(yīng)的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)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(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤技術(shù)及其發(fā)展?fàn)顩r，其次介紹了機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤模型，最后分析了目標(biāo)自動(dòng)跟蹤技術(shù)，希望能夠在雷達(dá)自動(dòng)跟蹤技術(shù)的研究中提供理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：雷達(dá)自動(dòng)跟蹤技術(shù);運(yùn)動(dòng)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(jī)動(dòng)目標(biāo)飛行的角度，還是飛行的速度等，均產(chǎn)生一定波動(dòng)，導(dǎo)致目標(biāo)的位置的相關(guān)性越來越明顯，所以，對(duì)這類目標(biāo)的跟蹤性進(jìn)行提高具有重要意義，應(yīng)選擇適用性更強(qiáng)的跟蹤濾波方法。從機(jī)動(dòng)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(diǎn)問題。在現(xiàn)代社會(huì)，精密跟蹤雷達(dá)的應(yīng)用越來越廣泛，除了各類試驗(yàn)靶場(chǎng)之外，更在各種識(shí)別領(lǐng)域等獲得應(yīng)用。機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤主要涵蓋了兩點(diǎn)內(nèi)容：其一為跟蹤模型;其二為匹配濾波，在社會(huì)的早期階段，機(jī)動(dòng)目標(biāo)想要實(shí)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(dòng)力學(xué)模型依舊有所欠缺，難以與機(jī)動(dòng)目標(biāo)實(shí)際動(dòng)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(shì)?；诖?，本文圍繞雷達(dá)自動(dòng)跟蹤技術(shù)進(jìn)行研究，以期為該領(lǐng)域提供一定參考。

1機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤技術(shù)及其發(fā)展?fàn)顩r

目標(biāo)機(jī)動(dòng)指的是運(yùn)動(dòng)過程中的目標(biāo)，其運(yùn)動(dòng)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(duì)于目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)方式是復(fù)雜多變的。在判斷機(jī)動(dòng)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(jì)決策、濾波算法等[1]，整理完信號(hào)數(shù)據(jù)之后，對(duì)其進(jìn)行處理，從而了解到目標(biāo)的速度、位置等。

從目標(biāo)運(yùn)動(dòng)方式的角度來看，其不確定性指的是目標(biāo)在某個(gè)時(shí)間內(nèi)可能作某種機(jī)動(dòng)。通常而言，無論是目標(biāo)的非機(jī)動(dòng)方式，還是目標(biāo)發(fā)生機(jī)動(dòng)時(shí)存在的各個(gè)機(jī)動(dòng)形式，均能利用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行完成。跟蹤機(jī)動(dòng)目標(biāo)的整個(gè)階段里，倘若采用的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)模型出現(xiàn)錯(cuò)誤性，那么將對(duì)跟蹤系統(tǒng)的順利使用帶來不利影響。

2機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤模型

對(duì)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(duì)機(jī)動(dòng)目標(biāo)實(shí)施建模工作顯得極為關(guān)鍵。機(jī)動(dòng)目標(biāo)模型自身發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，是機(jī)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤及預(yù)測(cè)的主要工具，也是一個(gè)難度較大的問題。在社會(huì)的早期階段，人們對(duì)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)建模進(jìn)行構(gòu)造的過程中較為草率，并未體現(xiàn)出目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的精確數(shù)據(jù)，同時(shí)也具有諸多不可預(yù)測(cè)的狀況，一般認(rèn)為目標(biāo)作勻速直線運(yùn)動(dòng)，而隨機(jī)加速度常常被看成是具有隨機(jī)特性的擾動(dòng)輸入[2]，此時(shí)，卡爾曼濾波算法表現(xiàn)出較強(qiáng)的適用性。然而，當(dāng)目標(biāo)發(fā)生一些機(jī)動(dòng)動(dòng)作的過程中，上述假定則缺乏合理性。由于目標(biāo)的動(dòng)力學(xué)較為特殊，再加上目標(biāo)性能的限制，導(dǎo)致機(jī)動(dòng)的相關(guān)性明顯[3]。之所以對(duì)機(jī)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行建模，不僅與濾波器相關(guān)，也是為了促使目標(biāo)機(jī)動(dòng)的問題得到順利解決。

3目標(biāo)自動(dòng)跟蹤技術(shù)

3.1目標(biāo)起始

以扇區(qū)內(nèi)點(diǎn)跡為起始位置，對(duì)其實(shí)施點(diǎn)跡預(yù)處理工作，明確相應(yīng)的航跡之后，促使目標(biāo)自動(dòng)跟蹤模塊了解到相關(guān)信息，確保存儲(chǔ)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(duì)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(dòng)起始模塊送來的航跡數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)整理，隨后使其與自動(dòng)跟蹤模塊產(chǎn)生聯(lián)系，并實(shí)施建航處理，對(duì)波門建立的準(zhǔn)確性具有積極作用，促使波門尺寸得到進(jìn)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(cè)點(diǎn)作為主要參考。此時(shí)需注意，在波門跟蹤方法下送給檢測(cè)設(shè)備的是目標(biāo)的檢測(cè)門[5]。當(dāng)雷達(dá)目標(biāo)出現(xiàn)種種波動(dòng)時(shí)，檢測(cè)門同樣無法保持原有的穩(wěn)定性，其大小也會(huì)隨之出現(xiàn)變化。

3.4點(diǎn)跡處理

在進(jìn)行點(diǎn)跡凝聚的過程中，首先應(yīng)對(duì)檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行處理，對(duì)于扇區(qū)間點(diǎn)跡凝聚，主要按照跟蹤處理模塊來進(jìn)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(shí)施點(diǎn)跡處理的過程中，最明顯的問題是如果點(diǎn)跡數(shù)量不斷增長，那么計(jì)算機(jī)的運(yùn)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(duì)點(diǎn)跡進(jìn)行選擇的主要方式。無論是相關(guān)門，還是檢測(cè)門，均是處理模塊的工具。從檢測(cè)門的角度來看，其不僅注重雷達(dá)目標(biāo)的特點(diǎn)，還對(duì)雷達(dá)測(cè)量誤差、目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度等進(jìn)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(dá)目標(biāo)的種種特點(diǎn)，對(duì)其散步特性也不用進(jìn)行考慮，因?yàn)榻?jīng)過點(diǎn)跡凝聚之后，分裂的點(diǎn)也呈現(xiàn)聚集的狀態(tài)。只有落入相關(guān)門內(nèi)的點(diǎn)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(shí)，目標(biāo)機(jī)動(dòng)情況也會(huì)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(jī)動(dòng)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)并不是一成不變的，僅僅對(duì)常規(guī)機(jī)動(dòng)目標(biāo)展開研究將表現(xiàn)出一定不足，想要滿足人們的實(shí)際需求存在很大難度，在速度、加速度方面都有了較大波動(dòng)。因此，在日后的發(fā)展中，應(yīng)提高對(duì)雷達(dá)自動(dòng)跟蹤技術(shù)的重視度，對(duì)此方面進(jìn)行不斷研究，確保我國雷達(dá)自動(dòng)跟蹤技術(shù)能夠越來越完善。

參考文獻(xiàn)

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[3]王彪. 多雷達(dá)跟蹤彈道導(dǎo)彈的預(yù)報(bào)交接技術(shù)研究[D].戰(zhàn)略支援部隊(duì)信息工程大學(xué)，2020.

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[5]張煒軒，湯兵，楊德.大單元間距相控陣?yán)走_(dá)防柵瓣跟蹤技術(shù)[J].現(xiàn)代雷達(dá)，2020，42（09）：57-60.

作者簡(jiǎn)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