地面雷達(dá)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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　　目前對(duì)雷達(dá)數(shù)據(jù)處理的研究，特別是航跡處理部分，大多都是對(duì)付空中目標(biāo)和海上目標(biāo)的，這樣的目標(biāo)機(jī)動(dòng)性不強(qiáng)，背景簡(jiǎn)單，容易預(yù)測(cè)航跡。而地面目標(biāo)具有強(qiáng)機(jī)動(dòng)性、情況復(fù)雜、目標(biāo)種類(lèi)繁多、同一范圍內(nèi)目標(biāo)遮擋等環(huán)境干擾因素較多，這些對(duì)目標(biāo)的檢測(cè)、歸并、凝聚、建航都提出了高的要求。需要對(duì)以前在航空和航海領(lǐng)域應(yīng)用較多的航跡處理方法進(jìn)行發(fā)展和完善，發(fā)展出適合強(qiáng)機(jī)動(dòng)目標(biāo)的改良算法。

　　隨著信息技術(shù)的發(fā)展，雷達(dá)數(shù)據(jù)處理的研究有以下幾個(gè)發(fā)展方向：弱小目標(biāo)的自動(dòng)跟蹤，可利用幀間濾波、檢測(cè)前跟蹤和先進(jìn)算法來(lái)提升自動(dòng)跟蹤性能;高速計(jì)算與并行處理;多傳感器信息融合與控制一體化;搜索、跟蹤、引導(dǎo)、識(shí)別與指揮一體化。

　　1 數(shù)據(jù)處理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　雷達(dá)數(shù)據(jù)處理采用計(jì)算機(jī)作為載體，通過(guò)編寫(xiě)數(shù)據(jù)處理軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，計(jì)算機(jī)能夠非常靈活地完成各種類(lèi)型的數(shù)據(jù)處理工作;數(shù)據(jù)處理的軟件化也能使整個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)的兼容性和可擴(kuò)展性更強(qiáng)，功能更完善，界面更友好。

　　數(shù)據(jù)處理軟件完成的功能主要包括：采集數(shù)據(jù)(信號(hào)處理的目標(biāo)數(shù)據(jù)、定北數(shù)據(jù)、定位數(shù)據(jù))，對(duì)信號(hào)處理后的目標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換、點(diǎn)跡凝聚等優(yōu)選目標(biāo)數(shù)據(jù)后形成更加準(zhǔn)確、精確的目標(biāo)點(diǎn)跡數(shù)據(jù);對(duì)點(diǎn)跡數(shù)據(jù)進(jìn)行航跡處理后形成目標(biāo)的航跡;把處理后的目標(biāo)點(diǎn)跡、航跡數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出。數(shù)據(jù)處理功能如圖1所示。

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　　在研究和參考已有雷達(dá)數(shù)據(jù)處理算法的基礎(chǔ)上，對(duì)模擬目標(biāo)數(shù)據(jù)、同類(lèi)型其他雷達(dá)試驗(yàn)中錄取的實(shí)際目標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行了仿真處理，根據(jù)處理結(jié)果，對(duì)已有算法進(jìn)行修改完善，以適用本雷達(dá)技術(shù)特點(diǎn)和指標(biāo)的要求。

　　2 點(diǎn)跡形成的算法設(shè)計(jì)

　　由于雷達(dá)波束在連續(xù)掃描時(shí)，波束波瓣有一定寬度，至少有好幾個(gè)脈沖連續(xù)掃到目標(biāo)，每個(gè)脈沖都對(duì)應(yīng)一個(gè)方位值，同一目標(biāo)被捕捉到多次，多次捕獲目標(biāo)時(shí)的方位值都不同，這就造成了方位角的分裂程度較大。因此需要把一次掃描中同一目標(biāo)的多個(gè)點(diǎn)跡凝聚成一個(gè)點(diǎn)跡。先在距離上進(jìn)行凝聚，得到水平波瓣內(nèi)不同方位上的距離值;再在方位上凝聚，可獲得惟一方位估計(jì)值;然后把距離值進(jìn)行線(xiàn)性?xún)?nèi)插獲得惟一的距離估計(jì)值。

　　(1)同一目標(biāo)在距離上的凝聚處理，需將在距離上連續(xù)或間隔一個(gè)量化單元的點(diǎn)跡按照式(1)求取質(zhì)心，將質(zhì)心作為目標(biāo)點(diǎn)跡的距離估計(jì)值：

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　　式中：n為目標(biāo)的點(diǎn)跡個(gè)數(shù);Ri，Vi分別為第i個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡的距離和回波幅度值。

　　(2)同一目標(biāo)在方位上的凝聚處理，需將在方位上相鄰的點(diǎn)跡按照式(2)求取質(zhì)心，將質(zhì)心作為目標(biāo)點(diǎn)跡的方位估計(jì)值，此值即目標(biāo)點(diǎn)跡的惟一估計(jì)值。

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　　式中：n為目標(biāo)的點(diǎn)跡個(gè)數(shù);Ai，Vi分別為第i個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡的方位和回波幅度值。

　　(3)用式(1)計(jì)算出目標(biāo)在各個(gè)方位上的距離值，并不是目標(biāo)點(diǎn)跡距離的惟一估計(jì)值，需要根據(jù)目標(biāo)方位估計(jì)值落入的位置來(lái)求距離惟一的估計(jì)值。設(shè)方位估計(jì)值在距離估計(jì)值的第i和i+1點(diǎn)之間，求距離惟一估計(jì)值的內(nèi)插公式為：

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　　式中：Ro'為目標(biāo)點(diǎn)跡距離的惟一估計(jì)值;Ao為目標(biāo)點(diǎn)跡方位的惟一估計(jì)值;Ri+1，Ri，Ai+1，Ai分別為第i+1和i點(diǎn)跡的距離及方位值。此時(shí)即獲得惟一的距離、方位估計(jì)值。