本發明屬于雷達數據處理技術領域,是一種從數據級層面抑制機場場面監視雷達多路徑回波虛假航跡生成的方法。
背景技術:
場面監視雷達探測機場跑道、滑行道、停機坪、連絡道等區域的飛機、車輛時容易發生較強的多路徑效應,干擾目標探測與跟蹤,嚴重時還會導致目標跟蹤丟失,或者導致雷達自動錄取設備起始虛假目標航跡,增加空管自動化系統負擔。地面、機場建筑物、標識牌、圍欄等反射引起的虛假回波,時常與真實目標呈現一定的幾何位置關系及運動特征,在機場一些特定區域由于場面反射物、面的反射雷達電磁波容易重復頻繁發生多徑效應,與周圍目標、環境會呈現一定的規律性或相關關系。
技術實現要素:
發明目的:本發明在于提供了一種機場場面監視雷達多徑虛假目標航跡抑制方法。
本發明所述的方法,包括以下步驟:
步驟1,劃分機場場面的功能類型區域:基于機場場面平面圖(或衛星圖、電子地圖)和監視雷達回波視頻狀況,依據場面活動目標(如起降的飛機、各種用途的車輛等)運動道路約束限制、雷達多徑效應產生的規律、特點和頻發的地理條件,將整個機場平面按照不同功能和雷達多徑效應易發的多類型區域進行完備性劃分,即將機場每個位置都劃分到特定類型區域內,并對區域類型值進行bit比特位定義,得到區域多層圖;
步驟2,以雷達基站為原點,將區域多層圖轉換成采用雷達極坐標系下方位距離量化單元標識的機場區域靜態圖,從而建立雷達極坐標下任意位置方位距離索引表示與區域類型值之間的一一映射關系;一般情況下,方位量化單元范圍0~8191,距離量化單元范圍為0~8191;
步驟3,在目標航跡自動起始階段,基于雷達實時探測到的回波,即點跡,創建潛在新生目標的候選航跡;
步驟4,在候選航跡維持階段,對候選航跡進行多周期點跡航跡數據關聯和維持處理,統計候選航跡的回波外形尺寸、信號幅度、運動學特征(航向、航速及其變化率)和持續周期數,每個周期搜索已經建立正式航跡的參照目標,構建雷達多徑回波造成的虛假目標候選航跡與真實目標的航跡位置之間的幾何位置拓撲關系,并統計拓撲關系持續時間(以雷達天線掃描周期數來衡量);
步驟5,在目標航跡自動起始決策周期,根據候選航跡的方位距離位置信息,獲取其區域類型值,刪除不符合要求的候選航跡;
步驟6,若候選航跡所處位置的區域類型值中多徑效應易發區的bit比特位有效,判斷步驟4中候選航跡是否與同一參照目標的穩定拓撲關系持續時間(即以雷達天線掃描周期數來計算)大于閾值(閾值由工程經驗確定,閾值為4,表示4個雷達天線掃描周期數),若是,則判定其為伴隨多徑回波的虛假目標航跡,并進行刪除處理,否則,判定其為非多徑回波類候選航跡并進行后續自動航跡處理;
步驟7,對于步驟6中,落在多徑效應易發區,但不能明確作為參照目標伴隨多徑而刪除處理的候選航跡,基于機場活動目標運動道路約束,進一步判斷其航向是否與道路方向之間存在較大夾角,若是,則判定為可能是多徑或其它干擾引起的虛假目標航跡,刪除該候選航跡,否則,判定其為非多徑回波類候選航跡并進行后續自動航跡處理;
步驟8,若候選航跡處于步驟1中劃分的多徑效應不確定區,判斷其否與同一參照目標的穩定拓撲關系持續時間大于閾值,若是,則判定其為伴隨多徑回波的虛假目標航跡,并進行刪除處理,否則,判定其為非多徑回波類候選航跡并進行后續自動航跡處理(方法同步驟6中相同,判斷候選航跡是否與同一參照目標的穩定拓撲關系持續時間大于閾值,在此情況,閾值一般取經驗值5,原則上不小于步驟6中的閾值,可由工程情況確定);
步驟9,對非多徑回波類的候選航跡,基于目標運動學特征、回波外形尺寸、回波信號幅度、回波持續周期數以及所處機場區域多層圖中的區域類型,進行綜合判斷并自動起始目標航跡,剔除虛假航跡,實現對機場場面全域活動目標自動錄取(步驟9屬于現有技術,并非本發明創新點)。
其中,步驟1包括如下步驟:
步驟1-1,在機場場面平面圖上,標定雷達原點位置,校正平面圖和雷達系統誤差,疊加顯示場面平面圖與監視雷達回波視頻;
步驟1-2,基于機場地理信息,繪制各種功能性封閉區域,實現對機場場面的完整性劃分;各種功能性封閉區域包括:跑道、滑行道、草坪、連絡道、停機坪、多徑效應易發區、多徑屏蔽區以及多徑效應不確定區;
步驟1-3,定義區域類型值:bit0為跑道、bit1為滑行道、bit2為草坪、bit3為連絡道、bit4為停機坪、bit5為多徑效應易發區、bit6為多徑效應屏蔽區、bit7為多徑效應不確定區;當區域類型值比特位為1,則表示相應區域類型有效;
步驟1-4,人工觀察機場場面雷達反射視頻回波,根據雷達多徑效應產生的規律、特點和場面活動目標運動道路約束限制等因素,人工鑒別、確認機場場面多徑效應易發區(由于場面運動的飛機、車經過某局部電磁波強反射面/點時容易誘發多徑效應,多徑回波呈規律性、頻繁地落在該局部區域內)、多徑效應屏蔽區(真實目標伴隨多徑回波可能落在飛機、車等非活動區域)和多徑效應不確定性區,在步驟1-2中繪制各種功能性封閉區域基礎上,疊加繪制以多徑角度分類的局部區域,得到區域多層圖;在區域多層圖中,同一位置能夠同時屬于不同功能性封閉區域的重疊區。
步驟4包括如下步驟:
步驟4-1,以新生目標的候選航跡為基準,在以候選航跡為方位中心的扇區內,在雷達原點與新生目標的候選航跡位置之間,搜索是否存在真實目標航跡,若存在,則確定該目標為候選航跡的參照目標;
步驟4-2,在候選航跡的維持階段,記錄候選航跡批號和參照目標批號表,統計候選航跡與參照目標維持位置幾何拓撲關系的次數,為后續判斷該候選航跡是否為伴隨多徑回波造成的虛假航跡提供依據。
步驟5中,若候選航跡的區域類型中多徑效應屏蔽區的區域類型值bit比特位有效,表示候選航跡落在多徑效應屏蔽區,則直接刪除由落在此區域回波生成的候選航跡,避免因可能是多徑效應造成的虛假目標航跡起始。譬如,在跑道旁的局部草坪可被多重定義為多徑效應屏蔽區,落在該區域的候選航跡禁止自動起始。
步驟6中,對于伴隨多徑回波造成的虛假目標航跡處理分兩種情況進行處理:
情況一:抑制與參照的真實目標運動方向一致的候選航跡自動起始,其處理步驟如下:
步驟6-1-1,假設在候選航跡創建后的第ki個雷達天線掃描周期進行目標正式航跡的起始決策;
假設候選航跡航向為dcandtrkcoursei,i=1,2,...,ki,航速為dcandtrkspeedi,參照目標的航向為dreftrkcoursej,j=1,2,...,kj,航速為dreftrkspeedj,其中kj>ki≥4;i,j分別表示候選航跡的天線掃描周期計數變量和目標航跡的天線掃描周期計數變量,kj表示雷達天線掃描周期數;
步驟6-1-2,采用如下公式分別計算候選航跡與參照目標之間多周期的航向差值ddeltacoursel,以及候選航跡與參照目標之間多周期的航速差值ddeltaspeedl:
ddeltacoursel=|dcandtrkcoursei-dreftrkcoursej|,
ddeltaspeedl=|dcandtrkspeedi-dreftrkspeedj|,
其中,常數l≥4;
步驟6-1-3,統計候選航跡與參照目標之間多周期的航向ddeltacoursel與候選航跡與參照目標之間多周期的航速誤差ddeltaspeedl都不大于閾值(此處兩個閾值為工程經驗值)的次數,若滿足“n/m”邏輯判決準則(m次邏輯判斷中n次判斷成立,m≥n,如“n/m”取“3/4”,即連續4次判斷中有3次滿足判決條件;ddeltaspeedl閾值取2米/秒,閾值一般取工程經驗值),則判定候選航跡與參照目標的運動方向一致,判定候選航跡是由參照目標的較穩定伴隨多徑回波生成的虛假目標,刪除處理該候選航跡;若不滿足判決準則,則暫時排除是虛假航跡可能,進行后續處理;
情況二:抑制為參照目標徑向上特征起伏大、兩次以上反射的復雜多徑造成的虛假目標候選航跡,其處理步驟如下:
步驟6-2-1,假設在候選航跡創建后的第ki個雷達天線掃描周期進行多徑回波的虛假航跡判定,目標回波所占量化單元數、方位寬度、距離寬度分別為:nechoshapesizeunitsi、nechoazimuthwidthi、nechodistancewidthi;
步驟6-2-2,通過如下公式分別計算候選航跡與參照目標之間多周期的航向差值ddeltaechocoursem單位為度;候選航跡與參照目標之間多周期的航速差值ddeltaechospeedm,單位為米/秒;鄰近兩個周期目標回波所占量化單元數差值ndeltaechoshapesizeunitsm,單位為單元數;鄰近兩個周期目標回波方位寬度差值ndeltaechoazimuthwidthm,單位為方位量化單元;鄰近兩個周期距離寬度差值ndeltadistancewidthm,單位為距離量化單元:
ddeltaechocoursem=|dcandtrkcoursei-dcandtrkcoursei-1|,
ddeltaechospeedm=|dcandtrkspeedi-dcandtrkspeedi-1|,
ndeltaechoshapesizeunitsm=|nechoshapesizeunitsi-nechoshapesizeunitsi-1|,
ndeltaechoazimuthwidthm=|nechoazimuthwidthi-nechoazimuthwidthi-1|,
ndeltadistancewidthm=|nechodistancewidthi-nechodistancewidthi-1|,
i=2,...ki,m=1,...,ki-1,
其中,m表示計算變量;
步驟6-2-3,統計判斷參數ddeltaechocoursem、ddeltaechospeedm、ndeltaechoshapesizeunits與ndeltaechoazimuthwidthm、ndeltadistancewidthm都不小于閾值的次數,若滿足“n/m”邏輯判決準則,則判定候選航跡與參照目標的運動方向基本一致,判定候選航跡是多次反射復雜多徑造成的虛假目標候選航跡,刪除該候選航跡,若不滿足判決準則,則暫時排除是虛假航跡可能,進行后續處理。一般情況下,ddeltaechocoursem、ddeltaechospeedm、ndeltaechoshapesizeunits與ndeltaechoazimuthwidthm、ndeltadistancewidthm的閾值,以及“n/m”中m、n的取值由工程經驗確定。
例如,依據工程情況,目標的航向差值ddeltaechocoursem、航速差值ddeltaechospeedm、目標回波所占量化單元數差值ndeltaechoshapesizeunits與目標回波方位寬度差值目標回波距離寬度差值ndeltaechoazimuthwidthm、ndeltadistancewidthm等特征量閾值分別取10°、5m/s、20個單元數、10個方位量化單元、4個距離量化單元等,采用“3/4”邏輯判決準則,即各個特征量差值在連續4次判決過程中所有特征量存在3次及以上都大于特征閾值情形,可視該目標特征起伏較大情況。
步驟7包括如下步驟:
步驟7-1,選定多徑效應易發區道路(如連絡道、滑行道、跑道等)中心標識線兩個端點;
步驟7-2,計算候選航跡最新4個歷史時刻的位置與中心線兩個端點之間的距離對序列:
(atk1,btk1),(atk2,btk2),(atk3,btk3),(atk4,btk4),
其中,k1,k2,k3,k4表示最新4個歷史時刻,atk1表示k1時刻航跡位置與中心線端點a之間的距離,atk2表示k2時刻航跡位置與中心線端點a之間的距離,atk3表示k3時刻航跡位置與中心線端點a之間的距離,atk4表示k4時刻航跡位置與中心線端點a之間的距離,btk1表示k1時刻航跡位置與中心線端點b之間的距離,btk2表示k2時刻航跡位置與中心線端點b之間的距離,btk3表示k3時刻航跡位置與中心線端點b之間的距離,btk4表示k4時刻航跡位置與中心線端點b之間的距離,若atk1>atk2>atk3>atk4且btk1<btk2<btk3<btk4成立,則道路矢量方向為
步驟8-3,考慮到雷達測量、估計存在的誤差和確定性,若夾角θ大于(較大)閾值,閾值一般取工程經驗值10度,可視情況可調整。則航跡正式起始階段時,則可視其為多徑或其它干擾引起的虛假航跡,則刪除該候選航跡。
本發明方法在于根據場面監視雷達多徑效應產生的機理、規律、特點,機場場面目標運動路徑約束,充分利用機場地理信息,將機場場面劃分出不同類型或不同干擾程度的不規則多徑易發區域、功能區;在目標航跡起始階段,充分利用構造的不同功能區和雷達多徑易發區這一輔助先驗信息,判別潛在多徑虛假目標與真實目標的幾何位置關系,結合目標運動學特征、回波外形尺寸、回波信號幅度、回波持續周期數等多方面因素綜合處理、判決,抑制由多徑假回波引起的虛假目標航跡。
有益效果:本發明根據場面監視雷達多徑效應產生的規律和特點,提出了一種基于地理信息和多目標幾何位置關系,結合目標運動學特征、回波外形尺寸、回波信號幅度、回波持續周期數,以及機場道路目標運動規則約束等多方面因素綜合處理、判決,抑制由多徑假回波引起的虛假目標航跡,為機場場面活動目標高級引導控制系統提供穩定、可靠的航跡信息具有重要意義。本發明根據場面監視雷達多徑產生的機理、規律和特點,在航跡自動起始階段,構建雷達多徑易發區域這一輔助先驗信息,判別潛在多徑虛假目標與真實目標的幾何位置關系,結合目標運動學特征、回波外形尺寸、回波信號幅度、回波持續周期數和目標所處位置地理信息等多方面因素綜合處理、判決,抑制由多徑假回波引起的虛假目標航跡,克服傳統雷達航跡起始方法中僅利用目標位置、運動狀態等信息進行航跡起始而容易產生虛假航跡的問題,提高了機場復雜環境下的目標航跡自動起始正確率,從而確保場面監視雷達為機場場面活動目標高級引導控制系統提供高質量、高可信度的目標航跡。
本發明與現有技術相比,其顯著優點是:(1)根據機場地理信息、機場雷達多路徑效應產生的規律及頻發位置,將機場場面劃分出不同類型或不規則多徑易發區域、功能區,為抑制潛在多徑回波引起的虛假航跡產生提供一定先驗輔助先驗,提高多徑效應發生判決的準確性。(2)依據場監雷達多路徑效應產生的機理,搜索參照目標,構建潛在雷達多路徑虛假回波與真實目標的幾何位置關系,結合目標運動學特征、回波外形尺寸、回波信號幅度、回波持續周期數等多方面因素進行綜合處理、判決,抑制由多徑效應回波造成的虛假目標航跡起始。(3)利用雷達多徑易發區域先驗信息,依據機場目標運動的道路規則約束,判斷回波運動學特征是否符合約束規則,抑制潛在因多徑回波或其它干擾造成的虛假目標航跡起始。
附圖說明
圖1為機場場面監視雷達多徑虛假航跡抑制處理流程圖。
圖2為基于機場平面的場面區域劃分示意。
圖3為基于雷達極坐標“方位-距離”量化單元的區域類型標識示意圖。
圖4為雷達伴隨多徑回波與參照目標位置的幾何拓撲關系。
圖5a和圖5b為落在草坪的滑行飛機伴隨多徑回波。
圖6為落在跑道的滑行飛機伴隨多徑回波。
圖7為雷達回波運動方向與道路中心線成一定夾角示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施方式對本發明做更進一步的具體說明。本發明能夠根據機場場面監視雷達多徑效應產生的規律、特點和場面活動目標運動道路約束,將機場場面劃分出不同功能類型和雷達多徑效應易發區域;在目標航跡自動起始階段,充分利用構造的不同功能區和雷達多徑易發區這一輔助先驗信息,搜索參照目標,構建潛在雷達多路徑虛假回波與真實目標的幾何位置關系,結合目標運動學特征、回波外形尺寸、回波信號幅度、回波持續周期數等多方面因素進行綜合處理、判決,抑制由雷達多徑效應造成的虛假目標航跡起始。
結合圖1說明本發明一種從數據級層面抑制機場場面監視雷達多路徑回波虛假航跡生成的方法。
結合圖2、圖3說明步驟1、步驟2機場場面不同功能類型區的完備性劃分,多徑效應易發區域的鑒別、確定,及候選航跡所處位置區域類型獲取方法。
結合圖4說明步驟5候選航跡與真實目標的幾何位置拓撲關系構建方法。
結合圖5~圖7說明步驟6~步驟9中相關多徑效應引起的虛假目標候選航跡刪除方法。
如圖1所示,本發明包括如下步驟:
步驟1,劃分機場場面的功能類型區域:基于機場場面平面圖(或衛星圖、電子地圖)和監視雷達回波視頻狀況,依據場面活動目標(如起降的飛機、各種用途的車輛等)運動道路約束限制、雷達多徑效應產生的規律、特點和頻發的地理條件,將整個機場平面按照不同功能和雷達多徑效應易發的多類型區域進行完備性劃分,即將機場每個位置都劃分到特定類型區域內,并對區域類型值進行bit比特位定義,如圖2所示,得到區域多層圖;
步驟2,以雷達基站為原點,將區域多層圖轉換成采用雷達極坐標系下方位距離量化單元標識的機場區域靜態圖,從而建立雷達極坐標下任意位置方位距離索引表示與區域類型值之間的一一映射關系;一般情況下,方位量化單元范圍0~8191,距離量化單元范圍為0~8191,如圖3所示;
步驟3,在目標航跡自動起始階段,基于雷達實時探測到的回波,即點跡,創建潛在新生目標的候選航跡;
步驟4,在候選航跡維持階段,對候選航跡進行多周期點跡航跡數據關聯和維持處理,統計候選航跡的回波外形尺寸、信號幅度、運動學特征(航向、航速及其變化率)和持續周期數,每個周期搜索已經建立正式航跡的參照目標,構建雷達多徑回波造成的虛假目標候選航跡與真實目標的航跡位置之間的幾何位置拓撲關系,并統計拓撲關系持續時間(以雷達天線掃描周期數來衡量);
步驟5,在目標航跡自動起始決策周期,根據候選航跡的方位距離位置信息,獲取其區域類型值,刪除不符合要求的候選航跡;
步驟6,若候選航跡所處位置的區域類型值中多徑效應易發區的bit比特位有效,判斷步驟4中候選航跡是否與同一參照目標的穩定拓撲關系持續周期數大于閾值(閾值一般取經驗值4,可依工程情況確定),若是,則判定其為伴隨多徑回波的虛假目標航跡,并進行相應處理;
步驟7,對于步驟6中,落在多徑效應易發區但不能明確作為參照目標伴隨多徑而刪除處理的候選航跡,基于機場活動目標運動道路約束,進一步判斷其航向是否與道路方向之間存在較大夾角,若是,則判定為可能是多徑或其它干擾引起的虛假目標航跡,刪除該候選航跡,否則,判定其為非多徑回波類候選航跡并進行后續自動航跡處理;
步驟8,若候選航跡處于步驟1中定義的多徑效應不確定區,判斷其是否可能為參照目標的簡單多徑回波造成的虛假目標候選航跡、與參照真實目標運動方向嚴格約束一致(方法同步驟6中相同,判斷選航跡是否與同一參照目標的穩定拓撲關系持續周期數大于閾值,閾值一般取經驗值5,判定約束條件閾值,可依工程情況確定),若是,則確定該候選航跡為多徑回波虛假目標候選航跡,作刪除處理;若不是,則視其為非多徑回波類候選航跡并進行后續自動航跡處理;
步驟9,對非多徑回波類的候選航跡,基于目標運動學特征、回波外形尺寸、回波信號幅度、回波持續周期數以及所處機場區域多層圖中的區域類型,進行綜合判斷并自動起始目標航跡,剔除虛假航跡,實現對機場場面全域活動目標自動錄取。
其中,步驟1包括如下步驟:
步驟1-1,在機場場面平面圖上,標定雷達原點位置,校正平面圖和雷達系統誤差,疊加顯示場面平面圖與監視雷達回波視頻;
步驟1-2,基于機場地理信息,繪制各種功能性封閉區域,實現對機場場面的完整性劃分;各種功能性封閉區域包括:跑道、滑行道、草坪、連絡道、停機坪、多徑效應易發區、多徑屏蔽區以及多徑效應不確定區,
步驟1-3,定義區域類型值:bit0為跑道、bit1為滑行道、bit2為草坪、bit3為連絡道、bit4為停機坪、bit5為多徑效應易發區、bit6為多徑效應屏蔽區、bit7為多徑效應不確定區;當區域類型值比特位為1,則表示相應區域類型有效;
步驟1-4,人工較長時間地觀察雷達所探測到的機場場面反射視頻回波,根據雷達多徑效應產生的規律、特點和場面活動目標運動道路約束限制等因素,鑒別、確認機場場面多徑效應易發區(由于場面運動的飛機、車經過某局部電磁波強反射面/點時容易誘發多徑效應,多徑回波呈規律性、頻繁地落在該局部區域內)、多徑效應屏蔽區(真實目標伴隨多徑回波可能落在飛機、車等非活動區域)和多徑效應不確定性區,在步驟1-2中繪制各種功能性封閉區域基礎上,疊加繪制以多徑角度分類的局部區域,得到區域多層圖;在區域多層圖中,同一位置能夠同時屬于不同功能性封閉區域的重疊區。
步驟4包括如下步驟:
步驟4-1,以新生目標的候選航跡為基準,在以候選航跡為中心的扇區內(扇區大小以候選航跡回波為基準作一定外擴),在距離雷達原點近距離處一側,搜索是否存在真實目標航跡,若存在,則確定該目標為候選航跡的參照目標,多徑回波與參照目標位置的幾何拓撲關系見圖4;
步驟4-2,在候選航跡的維持階段,記錄候選航跡批號和參照目標批號表,統計候選航跡與參照目標維持位置幾何拓撲關系的次數,為后續判斷該候選航跡是否為伴隨多徑回波造成的虛假航跡提供依據。
步驟5中,若候選航跡的區域類型中多徑效應屏蔽區的區域類型值bit比特位有效,即為1,則刪除該候選航跡。避免因可能是多徑效應造成的虛假目標航跡起始。譬如,在跑道旁的局部草坪可被多重定義為多徑效應屏蔽區,落在該區域的候選航跡禁止自動起始,如圖5a和圖5b所示。
步驟6中,對于伴隨多徑回波造成的虛假目標航跡處理分兩種情況進行處理:
情況一:抑制與參照的真實目標運動方向一致的候選航跡自動起始,如圖6所示,其處理步驟如下:
步驟6-1-1,假設在候選航跡創建后的第ki個雷達天線掃描周期進行目標正式航跡的起始決策,
假設候選航跡航向為dcandtrkcoursei,i=1,2,...,ki,航速為dcandtrkspeedi,參照目標的航向為dreftrkcoursej,j=1,2,...,kj,航速為dreftrkspeedj,其中kj>ki≥4;
步驟6-1-2,采用如下公式分別計算候選航跡與參照目標之間多周期的航向ddeltacoursel,以及候選航跡與參照目標之間多周期的航速誤差ddeltaspeedl:
ddeltacoursel=|dcandtrkcoursei-dreftrkcoursej|,
ddeltaspeedl=|dcandtrkspeedi-dreftrkspeedj|,
其中,常數l≥4;
步驟6-1-3,統計候選航跡與參照目標之間多周期的航向ddeltacoursel與候選航跡與參照目標之間多周期的航速誤差ddeltaspeedl都不大于閾值的次數,若滿足“n/m”邏輯判決準則(如“n/m”取“3/4”,即連續4次判斷中有3次滿足判決條件),則判定候選航跡與參照目標的運動方向一致,判定候選航跡是由參照目標的較穩定伴隨多徑回波生成的虛假目標,作刪除處理;
情況二:抑制為參照目標徑向上特征起伏較大、多次反射的復雜多徑造成的虛假目標候選航跡,其處理步驟如下:
步驟6-2-1,假設在候選航跡創建后的第ki個雷達天線掃描周期進行多徑回波的虛假航跡判定,目標回波所占量化單元數、方位寬度、距離寬度分別為:nechoshapesizeunitsi、nechoazimuthwidthi、nechodistancewidthi;
步驟6-2-2,通過如下公式分別計算候選航跡與參照目標之間多周期的航向差值ddeltaechocoursem單位為度;候選航跡與參照目標之間多周期的航速差值ddeltaechospeedm,單位為米/秒;鄰近兩個周期目標回波所占量化單元數差值ndeltaechoshapesizeunitsm,單位為單元數;鄰近兩個周期目標回波方位寬度差值ndeltaechoazimuthwidthm,單位為方位量化單元;鄰近兩個周期距離寬度差值ndeltadistancewidthm,單位為距離量化單元:
ddeltaechocoursem=|dcandtrkcoursei-dcandtrkcoursei-1|,
ddeltaechospeedm=|dcandtrkspeedi-dcandtrkspeedi-1|,
ndeltaechoshapesizeunitsm=|nechoshapesizeunitsi-nechoshapesizeunitsi-1|,
ndeltaechoazimuthwidthm=|nechoazimuthwidthi-nechoazimuthwidthi-1|,
ndeltadistancewidthm=|nechodistancewidthi-nechodistancewidthi-1|,
i=2,...ki,m=1,...,ki-1
步驟7-2-3,統計判斷參數ddeltaechocoursem、ddeltaechospeedm、ndeltaechoshapesizeunits與ndeltaechoazimuthwidthm、ndeltadistancewidthm都不小于閾值的次數,若滿足“n/m”邏輯判決準則,則判定候選航跡與參照目標的運動方向基本一致,判定候選航跡是多次反射復雜多徑造成的虛假目標候選航跡,作刪除處理。
例如,依據工程情況,目標的航向差值ddeltaechocoursem、航速差值ddeltaechospeedm、目標回波所占量化單元數差值ndeltaechoshapesizeunits與目標回波方位寬度差值目標回波距離寬度差值ndeltaechoazimuthwidthm、ndeltadistancewidthm等特征量閾值分別取10°、5m/s、20個單元數、10個方位量化單元、4個距離量化單元等,采用“3/4”邏輯判決準則,即各個特征量差值在連續4次判決過程中所有特征量存在3次及以上都大于特征閾值情形,可視該目標特征起伏較大情況。
步驟7包括如下步驟:
步驟7-1,選定多徑效應易發區道路(如連絡道、滑行道、跑道等)中心標識線兩個端點;
步驟7-2,計算候選航跡最新的鄰近4個歷史位置與道路中心線兩個端點之間的距離組序列:
(atk1,btk1),(atk2,btk2),(atk3,btk3),(atk4,btk4),
k1,k2,k3,k4表示最新4個歷史時刻,atk1表示k1時刻航跡位置與中心線端點a之間的距離,atk2表示k2時刻航跡位置與中心線端點a之間的距離,atk3表示k3時刻航跡位置與中心線端點a之間的距離,atk4表示k4時刻航跡位置與中心線端點a之間的距離,btk1表示k1時刻航跡位置與中心線端點b之間的距離,btk2表示k2時刻航跡位置與中心線端點b之間的距離,btk3表示k3時刻航跡位置與中心線端點b之間的距離,btk4表示k4時刻航跡位置與中心線端點b之間的距離,與道路中心線成一定夾角的運動回波示意圖見圖7。若atk1>atk2>atk3>atk4且btk1<btk2<btk3<btk4成立,則道路矢量方向為
步驟8-3,考慮到雷達測量、估計存在的誤差和確定性,若夾角θ大于(較大)閾值(如10度,可視工程情況取值),則航跡正式起始階段時,則可視其為多徑或其它干擾引起的虛假航跡,則刪除該候選航跡。
本發明提供了一種機場場面監視雷達多徑虛假目標航跡抑制方法,具體實現該技術方案的方法和途徑很多,以上所述僅是本發明的優選實施方式,應當指出,對于本技術領域的普通技術人員來說,在不脫離本發明原理的前提下,還可以做出若干改進和潤飾,這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。本實施例中未明確的各組成部分均可用現有技術加以實現。