高頻地波雷達目標(biāo)檢測與跟蹤一體化探測方法研究.pdf

1、高頻地波雷達具有探測距離遠(yuǎn)、實時性強以及可全天候持續(xù)工作等優(yōu)點，在我國200海里專屬經(jīng)濟區(qū)內(nèi)的船只目標(biāo)探測方面發(fā)揮著重要的作用。傳統(tǒng)的高頻地波雷達目標(biāo)探測方法為先檢測后跟蹤，即對雷達回波信號進行恒虛警率(Constant False-Alarm Rate，CFAR)檢測，得到目標(biāo)點跡，然后再進行目標(biāo)航跡跟蹤。但是，CFAR檢測容易產(chǎn)生虛警或造成微弱目標(biāo)漏檢，基于點跡的航跡跟蹤又存在著前后時刻的點跡關(guān)聯(lián)困難等問題。檢測前跟蹤作為一種新型的

2、目標(biāo)探測方法，其對單幀回波數(shù)據(jù)不進行目標(biāo)檢測，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)性進行目標(biāo)航跡跟蹤，在得到目標(biāo)航跡的同時完成目標(biāo)的檢測，從而實現(xiàn)了目標(biāo)的檢測與跟蹤一體化探測。
　　本文重點研究了基于動態(tài)規(guī)劃的高頻地波雷達目標(biāo)檢測前跟蹤算法，并進行了驗證，主要研究工作包括:
　　1.提出了一種改進的基于動態(tài)規(guī)劃的高頻地波雷達目標(biāo)檢測前跟蹤探測方法。本文針對常規(guī)的基于動態(tài)規(guī)劃的檢測前跟蹤方法存在的計算量大、

3、門限設(shè)置困難和航跡匯合等問題，提出了一種改進的方法。該方法通過引入CFAR預(yù)處理，減少了計算量，同時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。基于實測高頻地波雷達數(shù)據(jù)的驗證結(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，其航跡跟蹤的連續(xù)性也明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的先檢測后跟蹤的方法。
　　2.研究了基于船舶自動識別系統(tǒng)(Automatic Identi

4、fication System，AIS)數(shù)據(jù)的高頻地波雷達航跡跟蹤效果驗證方法。針對傳統(tǒng)的線性插值在同一船只相鄰兩條AIS信息時間間隔過長時誤差較大的問題，本文提出了一種適用于地波雷達航跡跟蹤效果驗證的改進的AIS航跡插值方法。該方法綜合考慮了目標(biāo)的航速、航向等動態(tài)信息，通過對插值時間段內(nèi)的船只位置進行預(yù)測，形成運動船只在該時間段內(nèi)的插值航跡。實測AIS數(shù)據(jù)驗證結(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間段內(nèi)的實際航