基于元數(shù)據(jù)的雷達(dá)目標(biāo)檢測和跟蹤研究.pdf

1、防空雷達(dá)預(yù)警監(jiān)視系統(tǒng)是軍民應(yīng)用領(lǐng)域中一個重要的系統(tǒng)，對人類的生活和國家安全有著深刻的影響。特別是軍用情報(bào)雷達(dá)面臨著許多威脅，存在著一些尚未解決的難題，典型的難題是“弱小”目標(biāo)的檢測和機(jī)動目標(biāo)的跟蹤。防空雷達(dá)預(yù)警監(jiān)視系統(tǒng)作為一個信息融合系統(tǒng)，同其它的融合系統(tǒng)一樣，系統(tǒng)中的服務(wù)沒有進(jìn)行有效的管理、服務(wù)中的算法性能需進(jìn)一步提升、巨量數(shù)據(jù)無法在不同層次之間共享。相關(guān)研究表明，元數(shù)據(jù)可對服務(wù)進(jìn)行有效的管理，可對數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)共享。目前，元數(shù)據(jù)與防空雷達(dá)

2、預(yù)警監(jiān)視系統(tǒng)相融合的研究相對較少。本論文結(jié)合國家自然科學(xué)基金、國際合作項(xiàng)目和軍內(nèi)合作項(xiàng)目，研究了元數(shù)據(jù)與防空雷達(dá)預(yù)警監(jiān)視系統(tǒng)的融合模型，并針對雷達(dá)目標(biāo)檢測和目標(biāo)跟蹤算法進(jìn)行研究，提出了基于元數(shù)據(jù)的新算法。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴提出元數(shù)據(jù)與防空雷達(dá)預(yù)警監(jiān)視系統(tǒng)的融合模型。在防空雷達(dá)預(yù)警監(jiān)視系統(tǒng)中，服務(wù)是最基本的單元。從服務(wù)外部出發(fā)，提出了元數(shù)據(jù)與防空雷達(dá)預(yù)警監(jiān)視系統(tǒng)的融合框架，以及根據(jù)語義相似度的服務(wù)重組。從服務(wù)內(nèi)部出發(fā)，提出

3、元數(shù)據(jù)與算法的兩種融合方式，即邏輯運(yùn)算和概率運(yùn)算方式，提高相應(yīng)算法的性能。元數(shù)據(jù)與防空雷達(dá)預(yù)警監(jiān)視系統(tǒng)的融合框架，以及元數(shù)據(jù)與算法融合方式構(gòu)成了元數(shù)據(jù)與防空雷達(dá)預(yù)警監(jiān)視系統(tǒng)的融合模型。⑵針對“弱小”目標(biāo)，根據(jù)元數(shù)據(jù)與算法的邏輯運(yùn)算融合方式，提出元數(shù)據(jù)與常規(guī)目標(biāo)檢測算法相融合的新算法。在本論文中，首先降低目標(biāo)檢測門限，然后利用回波信號的7種處理前或處理后的特征，建立檢測元數(shù)據(jù)，并進(jìn)行邏輯值化。元數(shù)據(jù)的邏輯值與常規(guī)目標(biāo)檢測結(jié)果的邏輯值進(jìn)行邏

4、輯與運(yùn)算，去除虛警點(diǎn)，使雷達(dá)對“弱小”目標(biāo)的檢測概率平均提高10％左右。本文的方法是檢測前跟蹤算法（TBD）的擴(kuò)展，TBD算法采用航跡形成的方法去除雜波點(diǎn)，而本文采用目標(biāo)回波特征，進(jìn)行雜波點(diǎn)跡抑制。⑶針對交叉或機(jī)動飛行目標(biāo)，根據(jù)元數(shù)據(jù)與算法的概率運(yùn)算融合方式，提出元數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)算法相融合的新算法。對于機(jī)動目標(biāo)，將觀測誤差看成目標(biāo)的真實(shí)機(jī)動，構(gòu)建新的目標(biāo)機(jī)動位置模型。依據(jù)此模型計(jì)算航跡元數(shù)據(jù)的機(jī)動位置值。在本論文中，利用4種航跡運(yùn)動特性

5、和點(diǎn)跡回波特征，建立航跡元數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)出現(xiàn)模糊時，選擇航跡元數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)概率總和最大的配對組，避免出現(xiàn)關(guān)聯(lián)錯誤，從而提高數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)算法的正確率，實(shí)現(xiàn)對飛行目標(biāo)連續(xù)正確的跟蹤。論文運(yùn)用某次實(shí)際的機(jī)動飛行表演數(shù)據(jù)對算法進(jìn)行了驗(yàn)證。本文的方法是特征輔助數(shù)據(jù)互聯(lián)算法的擴(kuò)展，特征輔助數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)算法主要考慮幅度、多普勒頻移、極化、圖像等方面，而本文主要考慮是從回波信號多特征的綜合輔助。⑷根據(jù)元數(shù)據(jù)與防空雷達(dá)預(yù)警監(jiān)視系統(tǒng)的融合框架，開發(fā)基于元數(shù)據(jù)的原型