高頻地波雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤一體化探測(cè)方法研究.pdf

1、高頻地波雷達(dá)具有探測(cè)距離遠(yuǎn)、實(shí)時(shí)性強(qiáng)以及可全天候持續(xù)工作等優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)200海里專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)內(nèi)的船只目標(biāo)探測(cè)方面發(fā)揮著重要的作用。傳統(tǒng)的高頻地波雷達(dá)目標(biāo)探測(cè)方法為先檢測(cè)后跟蹤，即對(duì)雷達(dá)回波信號(hào)進(jìn)行恒虛警率(Constant False-Alarm Rate，CFAR)檢測(cè)，得到目標(biāo)點(diǎn)跡，然后再進(jìn)行目標(biāo)航跡跟蹤。但是，CFAR檢測(cè)容易產(chǎn)生虛警或造成微弱目標(biāo)漏檢，基于點(diǎn)跡的航跡跟蹤又存在著前后時(shí)刻的點(diǎn)跡關(guān)聯(lián)困難等問題。檢測(cè)前跟蹤作為一種新型的

2、目標(biāo)探測(cè)方法，其對(duì)單幀回波數(shù)據(jù)不進(jìn)行目標(biāo)檢測(cè)，而是將多幀數(shù)據(jù)積累，并利用目標(biāo)徑向速度和距離在幀間的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行目標(biāo)航跡跟蹤，在得到目標(biāo)航跡的同時(shí)完成目標(biāo)的檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)的檢測(cè)與跟蹤一體化探測(cè)。
　　本文重點(diǎn)研究了基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃的高頻地波雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)前跟蹤算法，并進(jìn)行了驗(yàn)證，主要研究工作包括:
　　1.提出了一種改進(jìn)的基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃的高頻地波雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)前跟蹤探測(cè)方法。本文針對(duì)常規(guī)的基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃的檢測(cè)前跟蹤方法存在的計(jì)算量大、

3、門限設(shè)置困難和航跡匯合等問題，提出了一種改進(jìn)的方法。該方法通過引入CFAR預(yù)處理，減少了計(jì)算量，同時(shí)也避免了門限判決問題;采用正反向聯(lián)合搜索方式優(yōu)化基本的檢測(cè)前跟蹤算法流程，并利用正反向航跡關(guān)聯(lián)處理方法解決了航跡匯合問題?；趯?shí)測(cè)高頻地波雷達(dá)數(shù)據(jù)的驗(yàn)證結(jié)果表明，該方法能夠有效解決常規(guī)方法存在的上述問題。同時(shí)，其航跡跟蹤的連續(xù)性也明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的先檢測(cè)后跟蹤的方法。
　　2.研究了基于船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(Automatic Identi

4、fication System，AIS)數(shù)據(jù)的高頻地波雷達(dá)航跡跟蹤效果驗(yàn)證方法。針對(duì)傳統(tǒng)的線性插值在同一船只相鄰兩條AIS信息時(shí)間間隔過長(zhǎng)時(shí)誤差較大的問題，本文提出了一種適用于地波雷達(dá)航跡跟蹤效果驗(yàn)證的改進(jìn)的AIS航跡插值方法。該方法綜合考慮了目標(biāo)的航速、航向等動(dòng)態(tài)信息，通過對(duì)插值時(shí)間段內(nèi)的船只位置進(jìn)行預(yù)測(cè)，形成運(yùn)動(dòng)船只在該時(shí)間段內(nèi)的插值航跡。實(shí)測(cè)AIS數(shù)據(jù)驗(yàn)證結(jié)果表明，相比線性插值，該方法的航跡插值結(jié)果更接近船只在插值時(shí)間段內(nèi)的實(shí)際航