机械扫描雷达多目标追踪系统研究与实现

摘要

本项目主要研究某型号测量雷达多目标追踪功能的设计与实现。所谓多目标追踪[3]是指在雷达，尤其是机械扫描单脉冲雷达已经具备了多目标跟踪能力后，利用已经跟踪到的多个目标轨迹数据，任意选取某一目标轨迹进行实时外推，将外推数据提供给雷达作为引导源，从而使雷达波束在已知、可控的范围内模拟相控阵雷达波束扫描搜索，达到在不改变雷达威力和角分辨力等指标的情况下，等效扩展雷达波束的一种方法。
　　某型号雷达设备为机械扫描雷达，波束宽度较窄，实际应用中，需要在一个甚至多个目标群中搜索识别真目标捕获跟踪，而由于视野太小，不利于搜索和目标识别，为此提出该雷达设备多目标追踪功能的研究与实现。项目实现主要基于设备现有软、硬件平台环境，为了不影响设备系统原有可靠性和系统完整性，增设一台多目标追踪控制计算机，运行追踪控制软件。完成实时测量数据接收、实时轨道外推、雷达天线引导、控制、目标实时切换和初步识别功能。其中轨道外推采用惯性外推算法。对雷达跟踪的主目标之外的任一目标进行轨道预推，预推数据实时发送，设备操作手在目标识别过程中，如果需要目标切换引导，随时可以选择调用，等效增加了设备实时引导数据源。
　　该研究项目经过两年多的设计、搭建和调试，已投入使用1年余，经检验系统运行可靠，目标识别效果明显，对雷达整体性能未有不良影响。该研究项目功能的实现，主要是利用设备现有资源平台，通过一定的技术改造，将相控阵雷达波束扫描方式应用在了机械扫描雷达上，等效扩展了雷达视野且不降低雷达其他指标，达到了提高设备目标识别能力，有效保障完成任务可靠性的目的。此种在机械扫描雷达上实现多目标追踪功能的研究在国内尚属首例，该项目思路新颖，实现方法可行性高，创新性强，具有一定的推广价值。

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第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内多目标追踪研究情况

1.3 本项目研究的主要内容

第二章 系统分析

2.1 雷达性能分析

2.1.1 某雷达功能特点

2.1.2 承担任务特点分析

2.1.3 一般目标检测原理

2.1.4 门限的生成

2.1.5 不同跟踪方式下的目标检测

2.1.6 距离误差提取

2.1.7 角误差提取

2.2 某雷达实现多目标追踪功能分析

2.2.1 某雷达伺服硬件系统分析

2.2.2 伺服系统性能指标及工作方式

2.3 小结

第三章 设计实现

3.1 系统设计目标

3.1.1 总体结构

3.1.2 系统功能

3.2 系统设计

3.2.1 系统硬件设计

3.2.2 系统软件设计

3.3 系统实现

3.3.1 轨道预推算法实现

3.3.2 伺服硬件改造实现

3.3.3 追踪系统控制功能实现

3.3.4 多目标追踪软件系统

3.3.5 主控计算机软件系统

3.3.6 伺服计算机控制程序

3.4 小结

第四章 结论

4.1 系统测试

4.2 设备性能指标检查

4.3 小结

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

致谢

参考文献