基于目标指示的两坐标警戒雷达目标高度补偿状态估计

fordies1 · 发表于 2020-12-21 11:14

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摘要：为了克服现有目标高度补偿算法存在的模型假设不合理、实际应用效果难以保证等问题，本文以目标恒海拔等速运动为前提，利用协同单元提供的目标指示信息，对两坐标雷达的空间目标跟踪问题重新进行了研究．首先根据不同坐标系间的转换关系，构建了目标高度的准确表达式．然后通过恒等变换和合理的近似，得到了目标高度的估计公式，并利用绝对值不等式和柯西施瓦茨不等式，推导得到了高度估计公式的误差．最后联合目标高度估计公式和两坐标雷达的缺维量测方程，采用扩展卡尔曼滤波方法，实现了目标空间状态的估计．仿真结果表明：本文算法可有效地对目标高度进行补偿，获得稳定、可靠的目标空间状态估计，从而为两坐标雷达目标空间状态估计问题提供了相对有效完善的解决方法．关键词：目标指示；两坐标雷达；目标高度补偿；空间状态估计

作为多雷达组网预警系统的关键技术，两坐标雷达目标高度补偿状态估计技术得到了国内外学者的广泛关注，根据雷达与目标的空间几何关系，利用同一时刻两部以上雷达对同一目标位置量测，并结合雷达自身的空间位置，可得到目标高度某时刻的估计，或在目标高度不变的假设下，得到其时间累计估计，继而得到高度补偿后的目标状态估计．该类算法虽然计算较为简单，但由于实际上不同雷达间关于同一目标的观测数据是很难关联配对的，并且时间是不同步的，因此该类算法很难在实际工程中得到应用．文献［４～７］假设目标在直角坐标系中做匀速等高运动，以此假设为基础，以目标高度为参量，采用多假设滤波方法对目标高度进行补偿、对目标状态进行估计．虽然该类算法避免了多雷达关于同一目标量测数据的关联操作，实现起来相对简单，但由于实际空中目标一般保持等海拔高度飞行，其高度投影到直角坐标系中会随时间呈非线性变化，因而该类算法关于目标在直角坐标系中做等高运动的假设是不合理和与事实不符的，其实际运用效果也是难以预料和不可靠的．综上可知，虽然国内外学者对两坐标警戒雷达目标高度补偿状态估计技术的研究取得了一定进展，得到了一些成果，但现有算法由于前提条件不易满足，仍难以有效解决实际工程应用中存在的问题．

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