干擾下組網(wǎng)雷達(dá)目標(biāo)跟蹤技術(shù)研究

楊鎧曳

成都市樹德中學(xué)光華校區(qū)

干擾下組網(wǎng)雷達(dá)目標(biāo)跟蹤技術(shù)研究

楊鎧曳

成都市樹德中學(xué)光華校區(qū)

隨著我國綜合國力的增強(qiáng)，對于國防技術(shù)的要求也越來越高，本文主要針對壓制式干擾和多目標(biāo)欺詐式干擾兩種條件下的雷達(dá)獲取觀測信息的特點進(jìn)行了詳盡的分析。

干擾 組網(wǎng)雷達(dá) 跟蹤

目前，我國現(xiàn)代防控電子技術(shù)面臨隱身技術(shù)、反輻射導(dǎo)彈技術(shù)、電子對抗技術(shù)和低空突防四大技術(shù)的威脅。這些都對我國的高技術(shù)局部戰(zhàn)爭提出了新的挑戰(zhàn)，我國國防部門要加強(qiáng)探測在探測、定位、跟蹤電子系統(tǒng)的戰(zhàn)斗力。組網(wǎng)雷達(dá)應(yīng)運而生，對于提高國防的“四抗”能力起到了很好的作用。

1 干擾條件下組網(wǎng)雷達(dá)跟蹤技術(shù)的應(yīng)用

在組網(wǎng)雷達(dá)進(jìn)行信息的采集過程中，受到各種干擾的影響，獲取的信息不是非常完整，或者存在著較多的虛警信息。如果不對這些問題采取有效措施進(jìn)行處理，將會造成跟蹤結(jié)果質(zhì)量過差現(xiàn)象的產(chǎn)生。所以如何利用殘留信息對于偵測目標(biāo)進(jìn)行跟蹤以及如何去掉虛假信息是組網(wǎng)雷達(dá)跟蹤要解決的重點問題。

1.1 欺騙式干擾下假目標(biāo)剔除算法

對組網(wǎng)雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行同源量測融合處理是解決干擾現(xiàn)象的有效手段之一。假設(shè)組網(wǎng)雷達(dá)對同一空域進(jìn)行檢測，各部雷達(dá)采取同樣間隔的采樣手段，那么目標(biāo)產(chǎn)生的回波到達(dá)各個雷達(dá)的時間差和假目標(biāo)的轉(zhuǎn)發(fā)延遲時間都會比采樣間隔要小很多，也就是各部雷達(dá)幾乎是同步照射。同源量測融合的核心思想是：同一目標(biāo)形成的返回波使得所有雷達(dá)能夠形成空間分布上相對較為集中的觀測序列，這樣就可以斷定這些觀測序列來自以同一目標(biāo)；而干擾波會使不同的雷達(dá)形成較為分散的序列，這樣就可以判斷出量測序列來自于不同的目標(biāo)。這樣通過對同源檢驗的量測序列進(jìn)行加權(quán)融合，作為多目標(biāo)跟蹤的輸入值。

1.2 壓制干擾下“殘留”信息跟蹤算法的應(yīng)用

在國外某些文獻(xiàn)中，詳細(xì)闡述了強(qiáng)弱干擾的判斷條件。當(dāng)雷達(dá)接受機(jī)端內(nèi)信噪比滿足一定的條件時，就能夠有效獲取檢測目標(biāo)的全部檢測數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)對目標(biāo)進(jìn)行定位跟蹤的目的。如果說雷達(dá)接收器端內(nèi)的信噪比不能滿足這一條件，但是能夠滿足獲取目標(biāo)角度信息的范圍時，就只能獲取目標(biāo)的一定角度的信息了。這種跟蹤算法比較適合在干擾強(qiáng)度較大的工程之中。因為在干擾強(qiáng)度大的時候，雷達(dá)站無法給出目標(biāo)的斜距測量數(shù)據(jù)，但是三坐標(biāo)雷達(dá)仍然能夠給出目標(biāo)的方位角度，和俯仰角，而二維雷達(dá)也能夠給出目標(biāo)的方位角。在這種情況下，組網(wǎng)雷達(dá)就可以采用集中式進(jìn)行組網(wǎng)，有效把目標(biāo)殘留感測信息利用到融合中來。

1.3 基于UKF的粒子濾波的應(yīng)用

PF算法只能在復(fù)雜的非高斯環(huán)境中進(jìn)行運用，觀測能力和傳導(dǎo)能力都有所限制，而UPF算法能夠產(chǎn)生重要性密度，所以極大地減少了PF所用的粒子數(shù)，節(jié)省了運算時間，也大大提高了濾波的精度。在融合算法的應(yīng)用上，組網(wǎng)雷達(dá)目標(biāo)跟蹤方式主要有三種算法，即序貫濾波算法、并行濾波算法與數(shù)據(jù)壓縮濾波算法，其中，序貫濾波算法的應(yīng)用是最為廣泛的，該種方式可以有效減少計算量，且結(jié)構(gòu)方面多變，可以滿足各類環(huán)境的需求，噪聲適應(yīng)面也十分的廣泛，對于采樣周期的要求也不嚴(yán)格。

2 干擾下的組網(wǎng)雷達(dá)目標(biāo)跟蹤仿真結(jié)果

2.1 壓制式干擾下的跟蹤

假如組網(wǎng)雷達(dá)有三部三坐標(biāo)雷達(dá)組成，那么這三部雷達(dá)就可以按照等邊三角形的形式進(jìn)行部署，各個雷達(dá)之間間隔五十千米的距離。壓制式干擾主要采用了隨隊干擾的模式，當(dāng)目標(biāo)進(jìn)行勻速直線飛行的時候，三部組網(wǎng)雷達(dá)都受到了比較強(qiáng)的干擾，此情況下就可以采用殘留信息跟蹤的方法得到仿真結(jié)果了。從仿真結(jié)果數(shù)據(jù)我們得知，當(dāng)組網(wǎng)雷達(dá)受到較強(qiáng)的干擾的時候仍然能夠?qū)δ繕?biāo)進(jìn)行穩(wěn)定跟蹤。

2.2 多假目標(biāo)欺騙式干擾下的跟蹤

假定目標(biāo)機(jī)載自衛(wèi)式多目標(biāo)干擾機(jī)，我們?yōu)榱蓑炞C算法的效果，可以假設(shè)干擾機(jī)能夠把假目標(biāo)設(shè)定在目標(biāo)和各雷達(dá)的連線上，或者是在它們的延長線上，并且假目標(biāo)和真目標(biāo)的距離為一千五百米。通過實驗得到的仿真結(jié)果來看，跟蹤的初始2次結(jié)果都有7條航跡，包括一個真目標(biāo)航跡和6個假目標(biāo)航跡；當(dāng)目標(biāo)越來越接近的時候，采取同源量測融合的跟蹤系統(tǒng)假目標(biāo)的航跡能夠逐漸被終止。然而沒有采取同源量測融合的系統(tǒng)，假目標(biāo)的航跡就不能夠有效剔除，并且占用了大量的計算，使得雷達(dá)資源的消耗非常嚴(yán)重。

3 結(jié)束語

本文主要對欺騙式干擾下的假目標(biāo)剔除以及干擾下殘留信息跟蹤方案進(jìn)行了詳細(xì)的分析和論述。并且分析了具體的仿真實驗，實驗結(jié)果表明組網(wǎng)雷達(dá)能夠在較強(qiáng)的壓制干擾或者是距離欺騙干擾的條件下獲取較高的跟蹤精度。但是組網(wǎng)雷達(dá)的技術(shù)較為復(fù)雜，各國的國防力量和科技能力在不斷提高，我國也需要在此方面進(jìn)行不斷的研究和發(fā)展。

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