超低空目標的數據處理關聯算法研究與實現

徐嘉文 凌翔

摘 要：數據處理為雷達系統的重要組成部分，其關鍵功能在于從目標回波中點跡中提取航跡信息，進行濾波處理，實時更新航跡數據，響應用戶戰術操作。近年來低空和超低空目標偵察監視逐漸成為我國防空預警任務的一項重要組成部分，這類任務具有目標飛行高度低、速度接近以及分布密集等特點，傳統的雷達數據處理關聯算法難以正確地進行目標關聯。本文提出了一種超低空密集目標的航跡關聯算法，對目標的多普勒特性進行全面分析，進行深度解模糊、趨勢預測、多重對比和綜合分析后獲取所有可能配對的最優得分。

關鍵詞：超低空預警;數據處理;航跡關聯

中圖分類號：TN953 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）09-0026-02

雷達是應用最為廣泛的偵察探測系統，相比于其他電子偵測系統，雷達具有較高的可靠性、可用性和精確度，被稱為現代戰爭的“千里眼”，在軍事預警和民用航空領域都扮演著不可或缺的角色。數據處理是雷達后處理的關鍵一環，沒有數據處理的有效支撐，雷達輸出就只是回波過門限的點跡集合，極度依賴操作員的作戰經驗和技術水平，而新一代數據處理能夠自動從目標點跡輸出中提取出有效的目標航跡，并且實時將新出現的目標點跡關聯至已有的航跡集合，進行綜合濾波處理，輸出最新的空情態勢，隨時響應用戶的戰術操作，大大提高了雷達的綜合作戰效能，航跡關聯為數據處理的基礎功能之一，其精度和有效性直接決定了航跡的質量高低。

近年來，隨著無人機，地面作戰平臺的不斷發展，低空和超低空防御已經成為了一項重要的作戰任務，如何有效地從超低空密集的地物遮擋中分辨出集群目標成為了雷達數據處理的關鍵課題。傳統的最近鄰域法在流程和原理上仍然能夠適用于超低空偵察監視雷達，但是由于超低空目標速度慢、分布密集、所處環境遮擋干擾嚴重，距離、方位、俯仰、航向等關聯因素的有效性嚴重降低，已有關聯關鍵算法已經不能夠快速準確地將點跡關聯到航跡上。本文針對新型軟件化架構多功能一體化雷達的低空探測需求進行了深入分析，提出了一種針對超低空密集目標的數據處理關鍵算法，該算法對所有目標的多普勒特性進行全面解析，提取出各自獨立的運動特征，計算綜合關聯評分，其中各類門限值、評分權重均靈活可配置，保證了系統快速適應不同作戰環境的能力。

1 目標多普勒解模糊算法

在數據處理關聯處理流程中，解模糊為進行精確處理的基礎，從密集目標回波點跡中提取出的各項特征往往在數值分布上不具備進行精確關聯的條件，需要將輸入值按照適當的比例轉換到論域的數值，論域的設計必須體現出各個數值之間的明顯差異，對于超低空密集目標來說，其多普勒速度的回波偵測值可能都十分接近，難以分辨，因此需要進行深入的解模糊處理，本文設計了一種解模糊算法，能夠有效的對目標多普勒進行分辨。

上述算法在多普勒解模糊機制支持下，有效的區分所有目標點航跡的多普勒數值，再通過系統設置的各項門限大小對整個關聯過程進行控制篩選，確保得分最高的是最符合關聯條件的點，在框架設計上仍然采用了最近鄰域法的成熟框架，采用綜合關聯因子的計算體系來對關聯結果進行綜合評價。在算法設計上針對超低空密集目標的特點和難點，將多普勒作為主關聯因子來進行分析計算，對目標多普勒的變化趨勢進行解模糊、量化分析、趨勢預測和多條件判斷，從多普勒這個維度去確定哪個配對是真實的目標航跡軌跡，克服了超低空密集目標回波難以從時間和空間上進行詳細區分的重難點問題。

3 結語

隨著國家周邊形勢和新型武器裝備技術的不斷發展，低空和超低空防空警戒已經成為一項重要的預警任務，如何在低空偵察的強雜波、地物干擾嚴重、目標大量集群、機動特征不明顯等不利條件下準確的進行數據處理關聯是一項關鍵研究工作。本文在已有的最近鄰域算法基礎上，結合高效多普勒解模糊算法，深入分析以多普勒關聯因子為主的算法流程，提出了一種切實有效的超低空密集目標的數據處理關聯算法，克服了上述難點，在多個低空探測項目上得到成功應用，實踐結果肯定了算法的有效性和可靠性。

參考文獻

[1] 劉宇.雷達數據處理中的航跡相關[D].成都：四川大學碩士學位論文，2003.

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